Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sự phân rã là không ngừng trong thế giới vĩ mô: các vật thể vỡ không thể tự khớp lại với nhau một lần nữa. Tuy nhiên, các định luật khác có giá trị trong thế giới lượng tử: nghiên cứu mới cho thấy cái gọi là các quasiparticles có thể phân rã và tự tổ chức lại một lần nữa và do đó trở nên gần như bất tử. Đây là những triển vọng tốt cho sự phát triển của những ký ức dữ liệu lâu bền.
Như đã nói, không có gì tồn tại mãi mãi. Các định luật vật lý xác nhận điều này: trên hành tinh của chúng ta, tất cả các quá trình đều tăng entropy, do đó rối loạn phân tử. Ví dụ, một chiếc kính vỡ sẽ không bao giờ đặt lại được nữa.
Các nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Kỹ thuật Munich (TUM) và Viện Vật lý của Hệ thống phức hợp Max Planck đã phát hiện ra rằng những thứ dường như không thể tưởng tượng được trong thế giới hàng ngày đều có thể ở mức độ vi mô.
“Cho đến nay, giả định là các quasiparticles trong tương tác phân rã các hệ lượng tử sau một thời gian nhất định. Bây giờ chúng ta biết rằng điều ngược lại là: các tương tác mạnh thậm chí có thể ngừng phân rã hoàn toàn”, Frank Pollmann, Giáo sư Vật lý chất rắn lý thuyết tại TUM. Rung động mạng tinh thể tập thể trong tinh thể, được gọi là phonon, là một ví dụ của các quasiparticles như vậy.
Khái niệm về các quasiparticles được đặt ra bởi nhà vật lý và người đoạt giải thưởng Lev Davidovich Landau. Ông đã sử dụng nó để mô tả trạng thái tập thể của rất nhiều hạt hoặc đúng hơn là tương tác của chúng do lực điện hoặc từ trường. Do sự tương tác này, một số hạt hoạt động như một hạt duy nhất.
Phương pháp số mở ra những quan điểm mới
Cho đến nay, người ta vẫn chưa biết chi tiết quá trình nào ảnh hưởng đến số phận của các quasiparticles này trong các hệ thống tương tác, “Pollmann nói:” Chỉ đến bây giờ chúng ta mới có phương pháp số mà chúng ta có thể tính toán các tương tác phức tạp cũng như máy tính với hiệu suất đủ cao để giải các phương trình này. “
“Kết quả của sự mô phỏng phức tạp: phải thừa nhận, các quasiparticles phân rã, tuy nhiên các thực thể hạt giống hệt, mới xuất hiện từ các mảnh vỡ”, tác giả chính, Ruben Verresen nói. “Nếu sự phân rã này diễn ra rất nhanh, một phản ứng nghịch đảo sẽ xảy ra sau một thời gian nhất định và các mảnh vỡ sẽ hội tụ lại. Quá trình này có thể tái diễn vô tận và một dao động kéo dài giữa sự phân rã và tái sinh xuất hiện.”
Từ quan điểm vật lý, dao động này là một sóng được chuyển thành vật chất, theo tính đối ngẫu của hạt cơ học sóng cơ học lượng tử, là có thể. Do đó, các quasiparticles bất tử không vượt qua định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Entropy của họ vẫn không đổi, sâu răng đã được dừng lại.
Kiểm tra thực tế
Khám phá này cũng giải thích các hiện tượng gây trở ngại cho đến bây giờ. Các nhà vật lý thực nghiệm đã đo được rằng hợp chất từ tính Ba 3 CoSB 2 O 9 ổn định đáng kinh ngạc. Các quasiparticles từ, nam châm, chịu trách nhiệm cho nó. Các quasiparticles, roton khác, đảm bảo rằng helium là một chất khí trên bề mặt Trái đất trở thành một chất lỏng ở độ không tuyệt đối có thể chảy không giới hạn.
“Công việc của chúng tôi hoàn toàn là nghiên cứu cơ bản”, Pollmann nhấn mạnh. Tuy nhiên, một ngày nào đó, kết quả thậm chí sẽ cho phép các ứng dụng, ví dụ như việc xây dựng các bộ nhớ dữ liệu bền cho các máy tính lượng tử trong tương lai.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Kỹ thuật Munich (TUM) . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :