Forskare använde en superdator för att testa Kibble-Zurek-mekanismen, kvanteffekten,
Om du vill beräkna rörelsen av enbiljardboll, det är relativt enkelt. Det är mycket svårare att förutsäga banorna för otaliga gaspartiklar i ett kärl som ständigt kolliderar, bromsas och avböjer. Att förutsäga beteendet hos kvantpartiklar är ännu svårare. Inte överraskande kan inte ens de mest kraftfulla superdatorerna klara av denna uppgift.
För att förenkla denna uppgift använde forskareartificiella neurala nätverk för att minska graden av osäkerhet i uppgiften och omformulera den till en form som kan lösas med hjälp av moderna datorverktyg.
Schematisk representation av en fasövergång i ett tvådimensionellt system med spin 1/2. Bild: Markus Schmitt et al., Science Advances
Med denna metod undersökte forskare det viktigaen teoretisk förutsägelse som hittills inte har kunnat beräknas: den kvantmekaniska mekanismen Kibble-Zurek. Den beskriver det dynamiska beteendet hos fysiska system under den så kallade kvantfasövergången. Den mest uppenbara av dem: en förändring i tillståndet för aggregation av ett ämne eller förlusten av egenskaper hos en magnet när den värms upp.
Till exempel om det avmagnetiserade materialet startarsval, då kommer dess egenskaper att återgå efter en viss temperatur. Detta ögonblick kallas en fasövergång. Dessutom sker detta ojämnt i hela materialet. Istället skapas många små magneter samtidigt med poler orienterade i olika riktningar. Fysiker kallar denna "mosaik av magneter" för defekter.
Kibble-Zurek-mekanismen introducerades ursprungligenatt förklara bildandet av universums struktur. Efter Big Bang var den homogen, men när den svalnade började det bildas defekter i den, som i magneter, som bildade enskilda hopar, galaxer, stjärnor.
I sitt arbete lyckades forskare visa att samma effekt även fungerar i mikrokosmos vid temperaturer nära absolut noll, när kvanteffekter börjar dominera.
Läs mer:
Det blev känt vilket te som förstör protein i hjärnan
7 000 år gammal struktur hittades som är äldre än de egyptiska pyramiderna och Stonehenge
Titta på de första bilderna av Mars som Webb tog: de är bokstavligen bländande