•California Institute of Technology (Caltech) önderliğinde uluslararası bir ekip, kuantum fiziğinde teoriyi gözlemekten 40 yıl önce gelen iki teoremi deneysel olarak test etti. Çalışma, science-alert sitesinde yayımlanıyor.
Bu teoriler konformal alan teorileri (KAT) olarak biliniyor ve fizikçilerin “evrensellik” dediği olgunun altında yatan matematiği inceliyor. Evrensellik, farklı malzemelerin kritik dönüm noktalarına yaklaştıkça benzer davranışlar sergilemesiyle ortaya çıkıyor; kaynağın örneğinde suyun kaynaması mıknatısın çekimini kaybetmesi gibi.
1984’te fizikçi John Cardy, KAT matematiğini kullanarak kritik dönım noktalarındaki sistemlerin enerjinin belirli ve sabal desenlerde emilmesini öngördü. Araştırmacılar bu enerji desenlerini merdivenin basamaklarıyla karşılaştırıyor.
Şimdiye kadar sadece teori olarak var olan bu merdiven, ilk kez bir kuantum simülatöründe gözlemlendi ve ölçüldü. Çalışma Nature dergisinde yayımlandı.
Bu teoriler tarafından öngördülen enerji seviyeleri önemlidir, çünkü kendi teorrylerinin kendileri hakkında derin bilgiler kodlar. Bu teorilerin doğru olduğuna inanmamıza rağmen, deneyimsel bir gerçeklemeye sahip olmak önemlidir; dokunup müdahale edebileceğiniz bir şey. Bu tahminlerin doğrulandığını görmek güzel bir şey.
Jason Alicea, Caltech
Basit, kendine özgü bir kuantum bilgisayarmış gibi çalışan simülatörde araştırmacılar lazer ışıyla hapsedilip dizilen stronsiyum atomları kullandı.
Ayrı ayrı lazerler bu atomları Rydberg adı verilen yüksek enerji durumlarına uyardı; bu durum atomlar ar etkileşimi artırıyor. Atom zincirinin tek bir varlık gibi davranması sağlandıktan sonra, dönım noktasına yaklaştırıldı.
Bu noktada atomlar farklı frekanslarda lazerlerin modüle edilmesiyle sarsıldı ve böylece enerji merdiveninin basamakları ortaya çıktı.
Enerji desenleri hem Ising noktası hem de kritik-alt nokta olarak adlandırılan, ekibin incelemek istediği iki dönım noktası için öngörlerle uyum gösterdi.
Deneyi 35 atoma kadar olan zincirlerde tekrarladık ve basamaklar Ising konformal alan teorisinin öngördüğü gibi çıktı: Spektrumlar boyut için ölçeklendirildikten sonra tek bir evrensel eğri üzerine çöktü. Sonra kritik-alt noktaya ayarladık ve onun farklı spektrumunun en düşük seviyelerini ölçtük; bunlar teorinin öngördüğü oranlarda çıktı.
Xiangkai Sun, Caltech
Bu, bilim insanlarına KAT’ler hakkında daha fazla araştırma yaparken deneyebilecekleri bir şey sağlıyor. Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda malzemelerin kuantum dönım noktalarında nasıl davrandığı çalışmalarına yardımcı olacak.
Araştırmacılar aynı yaklaşımın belki de KAT’lerin ne bekleneceği konusunda bu kadar kesin olmadığı birçok diğer kuantum dönım noktasında faydalı olabileceğini düşünüyor.
Bana heyecan veren şey, tekniğin cevabı önceden bilme gerektirmemesi. Burada ölçümlerimizi tam tahminlerle karşılaştırabiliyoruz. Наступна adım bu sistemi kimseyinin sistemin tepkisi nicel olarak bilmediği sistemlere yöneltmek; klasik bilgisayarların ulaşamadığı rejimler dahil.
Manuel Endres, Caltech
KAT’ler ve John Cardy’nin çalışması hakkında bildiğimiz şeyleri doğrulamanın yanı sıra, çalışma kuantum bilgisayarı bileşenlerinin tam kuantum bilgisayarları gelmeden önce de bilimsel araştırmalarda faydalı olabileceğini gösteriyor.
Aynı laboratuvardaki ilgili bir kuantum platformu yakın zamanda 3.500 atomdan fazla bir dizide 6.100 atomu hapsedmeyi başardı; burada gereken 35’ten çok uzakta.
Gelecek araştırmalar sadece tek bir atom satırını değil, aynı zamanda ızgaradaki atomları da inceleyebilir.
Yeni araçlarımız kuantum hesaplama platformlarından ödünç alıyor. Geçen 10 yılda insanlar bu sistemleri kontrol etmeyi öğreniyor ve şimdi onları temel fizik araştırmalarında kullanabileceğimiz noktadayız.
Xiangkai Sun, Caltech
Araştırma Nature dergisinde yayımlandı.
1 коментар
Розвиньте думку джерелом, запитанням або конструктивним контраргументом.