Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Fizika

Neįtikėtina: superskysto helio sfera elgiasi kaip juodoji skylė – tai gali būti svarbu kvantinei kompiuterijai

2021-04-23

(0)

(17)

(165)

Rūšis:	Standartinė publikacija
Aut. teisės:	Lrytas.lt

Fizikų komanda iš Vermonto ir Voterlo universitetų atrado sferą, sudarytą iš šalto helio atomų, kuri paklūsta keistiems fizikos dėsniams, dar vadinamiems susipynusio paviršiaus dėsniams, kurie taip pat pastebimi juodosiose skylėse. Šis atradimas buvo paskelbtas 2017 metų kovo 13 dienos mokslinio žurnalo „Nature Physics“ numeryje.

Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Sudomino? Užpildyk šią anketą!

Praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje teoretikos fizikai Stephenas Hawkingas ir Jacobas Bekensteinas atrado kai ką neįprasto apie juodąsias skyles.

Jie apskaičiavo, kad kai į šiuos darinius krenta materija, informacijos kiekis, kurį pasisavina juodoji skylė (vadinamoji entropija) didėja tik tiek, kiek didėja paviršiaus plotas – o ne tūris.

Profesoriaus asistentas bei tyrimo bendraautorius Adrianas del Maestro iš Vermonto universiteto Fizikos fakulteto sako, kad mokslininkai pastebėjo, jog tiems patiems fizikos dėsniams paklūsta ir kvantinė informacija superskystame helyje.

Kad padarytų šį atradimą, A. del Maestro ir tyrimo bendraautoriai pirmiausiai sukūrė simuliaciją, kuri tiksliai atkartoja nepaprastai šalto helio-4 fizikos dėsnius po to, kai jis iš dujų pavirsta į superskystį.

Mokslininkai aiškina, kad esant -270 laipsnių pagal Celsijų temperatūrai, helio-4 atomai, kuriems būdinga dviguba bangos/dalelės prigimtis, kurią buvo atradęs Maxas Planckas ir kiti, slimpa taip, kad atskirų atomų negalima apibūdinti kaip nepriklausomų vienas nuo kito. Vietoje to, jie susipina tarpusavyje, o tai mokslininkai vadina kvantiniu susipynimu.

Naudodami superkompiuterius, mokslininkai tyrinėjo superskystyje esančių 64 helio atomų sąveiką. Jie išsiaiškino, kad susipynusių kvantų informacijos, kuria dalijasi dviejų talpyklų regionai (superskysto helio-4, atskirto nuo didesnės talpyklos, sfera), kiekį nulemia sferos paviršiaus plotas, o ne jos tūris.

Kaip ir holografijoje, atrodo, kad 3D erdvės tūris yra užkoduotas jo 2D paviršiuje. Taip, kaip ir juodosiose skylėse.

Ši idėja kilo iš fizikos dėsnio, vadinamo „vietove“ – tačiau kuris niekada nebuvo pastebėtas eksperimentų metu.

Panaudojus vien tik skaitinę visų helio-4 savybių simuliaciją, mokslininkų komanda pirmą kartą žmonijos istorijoje sugebėjo pademonstruoti susipynusio paviršiaus dėsnį tikrame kvantiniame skystyje.

A. del Maestro sako, kad superskystas helis-4 gali tapti svarbiu ištekliu – naujos kartos kvantinių kompiuterių kuru. Tačiau norėdami pasinaudoti jo teikiamu didžiuliu informacijos apdorojimo potencialu, mes turime geriau suprasti, kaip jis veikia.