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 “misteryo ng nawawalang yelo” ay sa wakas ay nalutas sa paggalaw ng crust ng Earth

Greenland Glaciers 2018. Credit: NIOZ, Kim Chatter Isang bagong pandaigdigang muling pagtatayo ng yelo sa nakaraang 80,000 taon. Sa panahon ng mga yelo, bumabagsak ang pandaigdigang...

Isang Hindi Inaasahang Pag-ikot sa Quantum Physics Maaaring Maipaliwanag ang Imbalanse ng Matter / Antimatter

Kakulangan ng mahusay na proporsyon sa qubits, hindi maitama ang mga error dito computing ng kabuuanngunit maaari nitong ipaliwanag ang kawalan ng timbang ng...

Ang Unang Taong Tao sa New England Maaaring Magbahagi ng Landscape Sa Mga Woolly Mammoths

Kopya ng isang Woolly mammoth (Mammuthus primigenius) sa Royal BC Museum sa Victoria, British Columbia, Canada. Ipinakita mula 1979, at ang balahibo ay...

Natuklasan ng mga Siyentista ang Mga Bagong Selula na Nasasangkot sa Malalang Sakit at Pamamaga – Tumpak, Bagong Target para sa Paggamot

Ang pagguhit ng gulugod ng mga cell ng pro-namumula (pula) at anti-namumula MRC1 + macrophages (asul). Kredito: Zylka Lab, UNC School of Medicine Ang...

“Virtual Pag-deploy” – Nabasa ng mga siyentista ang isang 300-taong-gulang na selyadong makasaysayang liham nang hindi ito binubuksan

Animasyon ng paglawak ng computer ng selyadong letrang DB-1538. Sa aming papel, inilalarawan namin kung paano ginamit ang "virtual na pag-deploy" upang basahin...

Newsletter

Subscribe to stay updated.