Napagmasdan ng mga Physicist ang Pagsilang ng Sama-samang Pag-uugali

Impression ng Artist: Anim na pares ng mga atom sa pokus ng isang laser beam. Kredito: Jonas Ahlstedt / Lund University Bio-Imaging Center (LBIC)

Ang mga paglilipat ng yugto ay naglalarawan ng mga dramatikong pagbabago sa mga pag-aari ng isang macroscopic system, tulad ng paglipat mula sa isang likido patungo sa isang gas. Ang mga physicist ng Heidelberg University ay naobserbahan ang paglitaw ng naturang paglipat na may isang pagtaas ng bilang ng mga maliit na butil, na nagsisimula sa mga indibidwal na ultra-cold atoms. Ang kanyang gawaing pagsasaliksik ay natupad sa larangan ng kabuuan ng pisika ni Prof. Sinabi ni Dr. Isinasagawa ito sa ilalim ng direksyon ni Selim Jochim.

Upang mabuo ang mabisang mga teorya sa pisika, ang mga detalyeng mikroskopiko ay itinabi sa pabor ng macroscopically na napapansin na kalakihan. Habang ang isang baso ng tubig ay maaaring inilarawan ng mga katangian tulad ng presyon, temperatura, at density ng likido, ang posisyon at tulin ng bawat indibidwal na mga molekula ng tubig ay hindi nauugnay. Inilalarawan ng isang yugto ng paglipat ang paglipat ng isang macroscopic system mula sa estado ng isang sangkap tulad ng isang likido sa isang estado ng isang iba’t ibang sangkap tulad ng isang gas. Ang mga katangian ng macroscopic system – ang tinaguriang multibody system – ay maaaring inilarawan bilang umuusbong dahil nagreresulta ito mula sa pakikipag-ugnayan ng mga indibidwal na sangkap na walang mga katangiang ito.

“Matagal ko nang naging interesado sa kung paano ang dramatikong pagbabago ng macroscopic na ito sa paglipat ng yugto ay nagmumula sa paglalarawan ng mikroskopiko,” sabi ni Selim Jochim. Upang sagutin ang katanungang ito, ang mga mananaliksik ay nagdisenyo ng isang eksperimento kung saan lumikha sila ng isang sistema ng mga indibidwal na ultra-cold atoms. Gamit ang quantum simulator na ito, sinisiyasat nila kung paano lumilitaw ang sama-samang pag-uugali sa isang microscopic system. Sa layuning ito, na-trap nila ang labindalawang mga atomo sa isang mahigpit na nakatuon na laser beam. Sa artipisyal na sistemang ito, posible na patuloy na ayusin ang lakas ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga atomo mula sa hindi pakikipag-ugnay sa pagiging pinakamalaking sukat ng enerhiya sa system. Sa isang banda, ang bilang ng mga maliit na butil ng system ay sapat na maliit upang ilarawan ang system sa mikroskopiko. Sa kabilang banda, maliwanag na ang mga kolektibong epekto, ”paliwanag ni Prof. Si Luca Bayha, na nagtataglay ng postdoctoral degree sa koponan ni Jochim.

Sa kanilang mga eksperimento, na-configure ng Heidelberg physicists ang quantum simulator upang ang mga atomo ay makaakit ng bawat isa, at kung ang gravity ay sapat na malakas, nabuo ang mga pares. Ang mga pares ng atomo na ito ang mahalagang sangkap para sa paglipat ng yugto sa isang sobrang likido, isang estado kung saan dumadaloy ang mga particle nang walang alitan. Ang mga eksperimento ay nakatuon sa oras kung kailan nangyayari ang pagbuo ng pares bilang isang pagpapaandar ng puwersa ng pakikipag-ugnay at ang bilang ng mga maliit na butil. Prof. “Ang nakakagulat na resulta ng aming eksperimento ay anim na atomo lamang ang nagpapakita ng lahat ng mga palatandaan ng isang yugto ng paglipat na inaasahan para sa isang multi-particle system,” dagdag ni Marvin Holten, isang mag-aaral ng doktor sa grupo ni Jochim.

Sa kanilang trabaho, nakinabang ang mga mananaliksik mula sa Perfection Set na “STRUCTURES – Unifying Approach to Emergency of Physical World, Matematika at Komplikadong Data” at ang Collaborative Research Center na “Isolated Quantum Systems and Universality in Extreme Conditions” framework. (ISOQUANT) “Heidelberg University. Mahalaga sa tagumpay ng mga eksperimento ay isang pakikipagtulungan sa mga mananaliksik mula sa unibersidad ng Lund (Sweden) at Aarhus (Denmark). Ang mga resulta sa pagsasaliksik ay nai-publish sa: Kalikasan.

Pinagmulan: Luca Bayha, Marvin Holten, Ralf Klemt, Keerthan Subramanian, Johannes Bjerlin, Stephanie M. Reimann, Georg M. Bruun, Philipp M. Preiss at Selim Jochim, “Ang pagmamasid sa paglitaw ng isang shell ng paglipat ng dami ng bahagi ng shell”, Nobyembre 25 2020, Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41586-020-2936-y

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang pag-iimbak ng nababagong enerhiya sa mga bato sa halip na mga baterya ng lithium

Kapag may labis na kuryente mula sa hangin o solar na enerhiya, sisingilin ang supply ng enerhiya. Ginagawa ito gamit ang isang sistema...

Ang Flat Pasta ay Pinagbuti Na Ang Morphs Sa Hugis Kapag Luto

Pinangunahan ng CMU Lab ang pagbuo ng pasta na humuhubog kapag luto na. Kredito: Carnegie Mellon University Ang mga flat-pack noodle ay lumilikha ng...

Mga debate sa mga Dalubhasa: Na-diagnose ba ang PTSD?

Ang ilang mga klinika ay nag-aalala na post-traumatic stress disorder (PTSD) ang diyagnosis ay nadagdagan sa buong lipunan ng Kanluran mula pa noong huling...

Ang ilaw ng Zap ay nagpapalit ng mga kulay at pattern ng mga bagay

Ang bagong sistema ay gumagamit ng ilaw na UV na inaasahang sa mga bagay na natatakpan ng isang tinain na pinapagana ng ilaw upang...

Oo, Maaari kang Magkaroon ng Higit sa 150 Mga Kaibigan

Ang mga indibidwal ay maaaring mapanatili ang matatag na mga pakikipag-ugnay sa lipunan na may halos 150 katao. Ito ay isang mungkahi na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.