مطالعه جدید ادبیات کوانتومی پیش بینی های نظری را اثبات می کند

مطالعه جدید ادبیات کوانتومی پیش بینی های نظری را اثبات می کند


علوم پایه

محققان یک نوع مشاهده پیچیده چرخش در یک سیستم مکانیکی کوانتومی را کشف کرده اند. در فیزیک ، سیستم مکانیکی کوانتومی مجموعه ای از عناصر است که در مقیاس کوانتومی برهم کنش دارند. این ذرات مساحت اتم ها و ذرات زیر اتمی هستند که در مدل استاندارد فیزیک تعریف شده اند. اسپین ها ذرات مغناطیسی در یک سیستم کوانتومی هستند. محققان با موفقیت تقلید و محاسبه کردند که چگونه نوع حرکت موسوم به اسپین کاردار-پاریسی-ژانگ (KPZ) می تواند در جامدات در دماهای مختلف نمایش داده شود. یافته های آنها نشان می دهد که حرکت KPZ به طور دقیق تغییرات رخ داده در زمان زنجیره چرخش – کانال های خطی چرخش که با یکدیگر تعامل دارند – را در یک ماده کوانتومی خاص توصیف می کند.

نتایج

دانشمندان ابتدا شواهدی از پویایی KPZ در مواد کوانتومی پیدا کردند. دانشمندان قبلاً پویایی KPZ را فقط در ماده نرم و دیگر مواد کلاسیک یافته اند ، جایی که نیروهای متعارف بر مکانیک کوانتومی غالب هستند. تجزیه و تحلیل رمان به تیم اجازه می دهد تا بینش جدیدی در مورد خواص سیالات و سایر ویژگی های اساسی سیستم های کوانتومی بدست آورند. این دانش در نهایت می تواند برای برنامه های کاربردی در دنیای واقعی استفاده شود. به عنوان مثال ، استفاده از زنجیره چرخش می تواند به بهبود ظرفیت انتقال حرارت کمک کند. این می تواند تلاش های آینده در زمینه اسپینترونیک را تسهیل کند ، که باعث صرفه جویی در انرژی و کاهش نویز می شود که می تواند با تغییر چرخش مواد به جای بار آن ، روند کوانتوم را مختل کند.

خلاصه

در مکانیک کوانتومی ، چرخش ها به دو صورت از مکانی به مکان دیگر حرکت می کنند. در حمل و نقل بالستیک ، چرخنده ها آزادانه در فضا حرکت می کنند. در انتقال نفوذی ، چرخش ناخالصی های موجود در مواد مغناطیسی یا یکدیگر را از بین می برد و به آرامی پخش می شود. اما چرخش های مایع غیرقابل پیش بینی هستند ، گاهی اوقات حرکات غیر طبیعی را نشان می دهند. به عنوان مثال KPZ Dynamics ، یک محدوده متوسط ​​بین دو نوع استاندارد انتقال اسپین. در این حالت ، چهار ضلعی ها به طور تصادفی در سراسر ماده حرکت می کنند و روی ذرات دیگری که آنها را لمس می کنند ، تأثیر می گذارد. استفاده از خوشه محاسباتی لاورنسیوم در مرکز محاسبات علمی تحقیقات ملی انرژی و مرکز ملی تحقیقات انرژی در آزمایشگاه ملی اوک ریج محیط کامپیوتر و داده. زنجیره تک چرخشی در فلوراید مس پتاسیم در مرحله بعد ، آنها منطقه ناشناخته قبلی را در نمونه بلوری مواد مورد بررسی قرار دادند تا فعالیت KPZ زنجیرهای چرخشی واقعی و فیزیکی را اندازه گیری کنند. هر دو روش شواهدی از پویایی KPZ در دمای اتاق نشان دادند ، عملکردی شگفت انگیز با توجه به اینکه سیستم های کوانتومی معمولاً برای نشان دادن اثرات مکانیکی کوانتومی باید تقریباً به صفر مطلق خنک شوند.

منابع مالی

بودجه این کار توسط دفتر علوم وزارت انرژی تامین شده است. پشتیبانی اضافی توسط دفتر DOE مرکز علوم کوانتومی ، مرکز تحقیقات علوم اطلاعات کوانتومی علوم ملی و برنامه محققان بنیاد سیمونز ارائه شد.

به مطالعه اصلی مراجعه کنید



دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *