Dolar 9,3088
Euro 10,8387
Altın 529,59
BİST 1.430
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 17 °C
Çok Bulutlu

Zaman Kristalleri: “Temellere Dönüş” Yaklaşımı, Maddenin Yeni Evresini Çözmeye Yardımcı Oluyor

03.10.2021
18
Zaman Kristalleri: “Temellere Dönüş” Yaklaşımı, Maddenin Yeni Evresini Çözmeye Yardımcı Oluyor

Maddenin ancak kuantum fiziği ile anlaşılabileceği düşünülen yeni bir evresi, çok daha basit klasik yöntemlerle incelenebilir.

Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, maddenin pretermal ayrık zaman kristalleri (DTC’ler) olarak bilinen potansiyel yeni fazlarını incelemek için bilgisayar modellemesini kullandılar. Pretermal DTC’lerin özelliklerinin kuantum fiziğine bağlı olduğu düşünülüyordu: atom altı ölçekte parçacıkları yöneten garip yasalar. Ancak araştırmacılar, bu gizemli fenomenleri anlamak için klasik fiziğe dayalı daha basit bir yaklaşımın kullanılabileceğini buldular.

“Zaman kristallerinin temelde kuantum fenomenleri olduğunu düşündük, ancak daha basit bir klasik yaklaşım, onlar hakkında daha fazla bilgi edinmemize izin veriyor.” – andrea pizza

Maddenin bu yeni aşamalarını anlamak, karmaşık kuantum ağlarının simülasyonları gibi çeşitli potansiyel uygulamalarla uzun süredir devam eden bir hedef olan karmaşık çok vücutlu sistemlerin kontrolüne doğru bir adımdır. Sonuçlar iki ortak makalede rapor edilmiştir. Fiziksel İnceleme Mektupları ve Fiziksel İnceleme B.

İster bir gezegen, ister bir hayvan, ister bir hastalık olsun, yeni bir şey keşfettiğimizde, ona daha yakından bakarak onun hakkında daha fazla şey öğrenebiliriz. Önce daha basit teoriler denenir ve eğer işe yaramazlarsa daha karmaşık teoriler veya yöntemler denenir.

Cambridge Cavendish Laboratuvarı’nda doktora adayı ve her iki makalenin de ilk yazarı olan Andrea Pizzi, “Pretermal DTC’lerde durumun böyle olduğunu düşündük” dedi. “Temelde kuantum fenomenleri olduklarını düşündük, ancak daha basit bir klasik yaklaşım, onlar hakkında daha fazla bilgi edinmemize izin veriyor.”

DTC’ler oldukça karmaşık fiziksel sistemlerdir ve olağandışı özellikleri hakkında öğrenilecek daha çok şey vardır. Standart bir uzay kristalinin yapısı uzayın her yerinde aynı olmadığı için uzay-çeviri simetrisini nasıl bozduğu gibi, DTC’ler de farklı bir zaman öteleme simetrisini bozar çünkü periyodik olarak ‘salladıklarında’ yapıları her ‘itme’de değişir.

Pizzi, “Bunu, çocuk oyun alanında salıncakta sallanan bir ebeveyn gibi düşünebilirsiniz” dedi. “Normalde, ebeveyn çocuğu iter, çocuk geri döner ve sonra ebeveyn onları tekrar iter. Fizikte bu oldukça basit bir sistemdir. Ancak aynı oyun alanında birden fazla salıncak olsaydı ve üzerindeki çocuklar birbirleriyle el ele tutuşsalardı, sistem çok daha karmaşık hale gelirdi ve çok daha ilginç ve daha az belirgin davranışlar ortaya çıkabilirdi. Pretermal bir DTC, atomların bir tür salınım gibi davrandığı, örneğin sadece her saniye veya üçüncü itişte “geri geldiği” böyle bir davranıştır.

İlk olarak 2012’de tahmin edilen DTC’ler yeni bir araştırma alanı açmıştır ve deneyler de dahil olmak üzere çeşitli türlerde incelenmiştir. Bunlar arasında, pretermal DTC’ler, normalde beklendiği gibi hızlı ısınmayan, bunun yerine çok uzun bir süre zaman kristal davranışı sergileyen, gerçekleştirilmesi nispeten basit sistemlerdir: ne kadar hızlı sallanırlarsa, o kadar uzun süre hayatta kalırlar. Ancak, kuantum fenomenlerine dayandıkları düşünülüyordu.

Pizzi, “Kuantum teorileri geliştirmek karmaşıktır ve onu yönettiğinizde bile simülasyon yetenekleriniz genellikle çok sınırlıdır, çünkü gerekli hesaplama gücü inanılmaz derecede büyüktür” dedi.

Şimdi, Pizzi ve ortak yazarları, pretermal DTC’ler için aşırı karmaşık kuantum yaklaşımlarını kullanmaktan kaçınabileceklerini ve bunun yerine çok daha uygun fiyatlı klasik olanları kullanabileceklerini bulmuşlardır. Bu şekilde, araştırmacılar bu fenomenleri çok daha kapsamlı bir şekilde simüle edebilirler. Örneğin, artık daha birçok temel bileşeni simüle edebilirler, iki ve üç boyutlu gibi deneylerle en alakalı senaryolara erişebilirler.

Bir bilgisayar simülasyonu kullanarak, araştırmacılar, klasik Hamilton dinamiklerini kullanarak, periyodik bir manyetik alanın etkisi altında – salıncağı iten ebeveyn gibi – salıncaktaki çocuklar gibi – birçok etkileşimli dönüşü incelediler. Ortaya çıkan dinamikler, pretermal DTC’lerin özelliklerini düzgün ve net bir şekilde gösterdi: uzun bir süre boyunca sistemin manyetizasyonu, sürücününkinden daha büyük bir periyotla salınır.

Pizzi, “Bu yöntemin bu kadar temiz olması şaşırtıcı” dedi. “Daha büyük sistemlere bakmamıza izin verdiği için, neler olduğunu çok net bir şekilde ortaya koyuyor. Kuantum yöntemlerini kullandığımızın aksine, onu incelemek için bu sistemle savaşmak zorunda değiliz. Bu araştırmanın, karmaşık çok cisimli sistemlerin büyük ölçekli simülasyonlarına uygun bir yaklaşım olarak klasik Hamilton dinamiklerini oluşturacağını ve pretermal DTC’lerin sadece bir örnek olduğu dengesizlik fenomenlerinin incelenmesinde yeni yollar açacağını umuyoruz.”

Her ikisi de yakın zamanda Cambridge’de bulunan iki makaledeki Pizzi’nin ortak yazarları, şu anda Avusturya’daki Viyana Üniversitesi’nde görev yapan Dr. Andreas Nunnenkamp ve şu anda Almanya’daki Münih Teknik Üniversitesi’nde görev yapan Dr. Johannes Knolle’dir.

Bu arada, ABD’de UC Berkeley’de Norman Yao’nun grubu da pretermal DTC’leri incelemek için klasik yöntemler kullanıyor. Berkeley ve Cambridge ekiplerinin aynı soruyu aynı anda ele almaları dikkat çekicidir. Yao’nun grubu kısa süre içinde sonuçlarını yayınlayacak.

Referans: Andrea Pizzi, Andreas Nunnenkamp ve Johannes Knolle, 27 Eylül 2021, “Bir, iki ve üç boyutta pretermal ayrık zaman kristallerine klasik yaklaşımlar”, Fiziksel İnceleme Mektupları ve Fiziksel İnceleme B.
DOI: 10.1103/PhysRevB.104.094308

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.