Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 11 °C
Yağışlı

Fizikçiler kolektif davranışın ortaya çıkışını gözlemliyor

11.12.2020
188
A+
A-
Fizikçiler kolektif davranışın ortaya çıkışını gözlemliyor

Heidelberg Üniversitesi fizikçileri, bireysel ultra soğuk atomlardan başlayarak, artan sayıda parçacıkla böyle bir geçişin ortaya çıkışını gözlemlemeyi başardılar.

Faz geçişleri, bir sıvıdan gaza geçiş gibi, makroskopik bir sistemin özelliklerindeki çarpıcı değişiklikleri tanımlar.

Araştırma çalışması, Kuantum fiziği alanında Fizik Enstitüsü’nden Prof. Dr. Selim Jochim başkanlığında gerçekleştirildi.

Fizikte etkili teorileri formüle etmek için, mikroskobik ayrıntılar, makroskopik olarak gözlemlenebilir büyüklükler lehine bir kenara bırakılır.

Bir bardak su, sıvının basıncı, sıcaklığı ve yoğunluğu gibi özelliklerle tanımlanabilirken, tek tek su moleküllerinin konumu ve hızı ilgisizdir.

Bir faz geçişi, makroskopik bir sistemin sıvı gibi bir madde durumundan gaz gibi farklı bir madde durumuna geçişini tanımlar.

Makroskopik sistemlerin özellikleri – sözde çok gövdeli sistemler – ortaya çıkmış olarak tanımlanabilir çünkü bu özelliklere sahip olmayan tek tek bileşenlerin etkileşiminden kaynaklanırlar.

Selim Jochim, “Faz geçişindeki bu dramatik makroskopik değişimin mikroskobik tanımlamadan nasıl ortaya çıktığı ile uzun zamandır ilgileniyorum” diyor.

Bu soruyu cevaplamak için araştırmacılar, ayrı ayrı ultra soğuk atomlardan bir sistem oluşturdukları bir deney tasarladılar.. Bu kuantum simülatörünü kullanarak, mikroskobik bir sistemde kolektif davranışın nasıl ortaya çıktığını araştırdılar.

Bu amaçla, sıkıca odaklanmış bir lazer ışını içinde on iki atomu hapsettiler. Bu yapay sistemde, atomlar arasındaki etkileşim gücünü, etkileşmeyen durumdan sistemdeki en büyük enerji ölçeği olmaya sürekli olarak ayarlamak mümkündür.

Prof. Jochim’in ekibinden bir doktora sonrası olan Luca Bayha, “Bir yandan, sistemdeki parçacıkların sayısı sistemi mikroskobik olarak tanımlayacak kadar küçüktür. Öte yandan, kolektif etkiler zaten belirgindir” diyor.

Heidelberg fizikçileri deneylerinde, kuantum simülatörünü atomlar birbirini çekecek şekilde yapılandırdılar ve çekim yeterince güçlüyse çiftler oluşturdular.

Bu atom çiftleri, parçacıkların sürtünmeden aktığı bir durum olan süper sıvıya faz geçişi için gerekli bileşendir. Mevcut deneyler, çift oluşumunun etkileşim gücü ve parçacık sayısının bir fonksiyonu olarak ortaya çıktığı zamana odaklandı.

Prof. Jochim’in grubundaki doktora öğrencisi Marvin Holten, “Deneyimizin şaşırtıcı sonucu, yalnızca altı atomun çok parçacıklı bir sistem için beklenen bir faz geçişinin tüm imzalarını göstermesidir” diye ekliyor.

Referans: Luca Bayha ve diğerleri, Bir kuantum faz geçiş kabuğunun ortaya çıkışını kabuk tarafından gözlemlemek, Nature (2020).
DOI: 10.1038 / s41586-020-2936-y
Heidelberg Üniversitesi tarafından sağlanmıştır.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.