Исследователи использовали суперкомпьютер, чтобы проверить механизм Киббла — Зурека, квантовый эффект,
Se você deseja calcular o movimento de umbola de bilhar, é relativamente simples. É muito mais difícil prever as trajetórias de inúmeras partículas de gás em um recipiente que estão constantemente colidindo, desacelerando e desviando. Prever o comportamento das partículas quânticas é ainda mais difícil. Não surpreendentemente, mesmo os supercomputadores mais poderosos não conseguem lidar com essa tarefa.
Para simplificar essa tarefa, os cientistas usaramredes neurais artificiais para reduzir o grau de incerteza da tarefa e reformulá-la em uma forma que possa ser resolvida usando ferramentas de computação modernas.
Representação esquemática de uma transição de fase em um sistema bidimensional com spin 1/2. Imagem: Markus Schmitt et al., Science Advances
Usando este método, os cientistas investigaram a importanteuma previsão teórica que até agora não foi calculada: o mecanismo mecânico quântico de Kibble-Zurek. Ele descreve o comportamento dinâmico de sistemas físicos durante a chamada transição de fase quântica. O mais óbvio deles: uma mudança no estado de agregação de uma substância ou a perda de propriedades de um ímã quando aquecido.
Например, если размагниченный материал начать охлаждать, то его свойства после определенной температуры вернутся. Этот момент называется фазовым переходом. При этом это происходит неравномерно по всему материалу. Вместо этого одновременно создается множество маленьких магнитов с полюсами, ориентированными в разных направлениях. Эту «мозаику магнитов» физики называют дефектами.
Механизм Киббла-Зурека был первоначально введен для объяснения формирования структуры Вселенной. После Большого Взрыва она была однородна, но по мере охлаждения в ней, как и в магнитах начали формироваться дефекты, которые и сформировали отдельные кластеры, галактики, звезды.
Em seu trabalho, os cientistas conseguiram mostrar que o mesmo efeito também funciona no microcosmo em temperaturas próximas do zero absoluto, quando os efeitos quânticos começam a dominar.
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