16:02 2022-01-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Către simularea cuantică a dezintegrarii false în vid
_ Spre simularea cuantică a vidului fals dezintegrare
Tranzițiile de fază sunt peste tot, de la fierbere a apei la topirea fulgilor de zăpadă și de la tranziții magnetice în solide la tranziții de fază cosmologică în universul timpuriu. Deosebit de interesante sunt tranzițiile de fază cuantică care au loc la temperaturi apropiate de zero absolut și sunt determinate mai degrabă de fluctuații cuantice decât termice.
Cercetătorii de la Universitatea din Cambridge au studiat proprietățile fazelor cuantice și tranzițiile lor folosind atomi ultrareci într-un potenţialul reţelei optice (format dintr-un set de lasere cu unde staţionare). În mod obișnuit, tranziția de la un izolator Mott (MI) la un superfluid (SF), care este guvernată de interacțiunea interacțiunilor atom-atom și de saltul atomilor, este o tranziție continuă, în care sistemul suferă o trecere lină de schimbare continuă. punctul de tranziție de fază.
Cu toate acestea, multe tranziții de fază sunt discontinue, cum ar fi înghețarea apei în gheață sau tranziția despre care se crede că a declanșat perioada de inflație în universul timpuriu. Acestea se numesc „tranziții de ordinul întâi” și, de exemplu, permit ambelor faze să coexiste - la fel ca blocurile de gheață dintr-un pahar cu apă - și pot duce la histerezis și metastabilitate, în care un sistem rămâne blocat în faza sa inițială (vidul fals). chiar dacă starea fundamentală s-a schimbat.
Prin scuturarea rezonantă a poziției potențialului rețelei, cercetătorii ar putea cupla sau „amesteca” primele două benzi ale rețelei. Pentru parametrii potriviți, acest lucru poate excita atomii din banda cea mai inferioară în prima bandă excitată, unde ar forma un nou superfluid în care atomii apar la marginea benzii (vezi figura). În mod esențial, trecerea de la izolatorul Mott original în banda cea mai joasă la superfluidul eșalonat rezultat în banda excitată poate fi de ordinul întâi (discontinuă), deoarece ordinea neeșalonată în izolatorul Mott este incompatibilă cu ordinea eșalonată a acestui superfluid. —deci sistemul trebuie să aleagă unul. Cercetătorii au putut observa în mod direct metastabilitatea și histerezisul asociate cu această tranziție de ordinul întâi prin monitorizarea cât de repede se schimbă o fază în alta sau nu. Descoperirile sunt publicate în revista Nature Physics.
„Am realizat o platformă foarte flexibilă în care tranzițiile de fază puteau fi reglate de la continuu la discontinuu prin schimbarea forței de agitare. Această demonstrație deschide noi oportunități pentru explorarea rolului. a fluctuațiilor cuantice în tranzițiile de fază de ordinul întâi, de exemplu, dezintegrarea falsă în vid în universul timpuriu”, a spus primul autor, dr. Bo Song de la Laboratorul Cavendish din Cambridge. „Este cu adevărat fascinant că suntem pe drumul spre a desluși misterul universului timpuriu fierbinte și dens folosind un ansamblu atomic atât de rece și mic.”
„Suntem încântați să îmbunătățim domeniul de aplicare al simulatoarelor cuantice. de la setările de materie condensată la potențiale simulări ale universului timpuriu. Deși în mod clar mai este un drum lung de parcurs, această lucrare este un prim pas important", a adăugat profesorul Ulrich Schneider, care a condus cercetarea la Laboratorul Cavendish. „Această lucrare oferă, de asemenea, un banc de testare pentru explorarea formării spontane a structurilor spațiale atunci când un sistem cuantic cu interacțiune puternică trece printr-o tranziție discontinuă.”
„Fizica de bază implică idei care au o istorie lungă la Cavendish, de la Nevill Mott (despre corelații) cu Pyotr Kapitsa (despre superfluiditate) și chiar folosind agitarea pentru a efectua controlul dinamic într-un mod explicat de Kapitsa, dar folosit într-un mod pe care nu l-ar fi imaginat niciodată", a explicat profesorul Nigel Cooper, de asemenea de la Cavendish.
Comentarii:
Adauga Comentariu