Son araştırmalar gösteriyor ki: süperakışkan helyumdaki yeni kuantum yapısı, evrenin erken aşamasını ortaya koyuyor!
Araştırmacılar, süperakışkan helyum-3'teki "sicim duvarı" nın uzun vadeli tahminini ilk kez kaydettiler. Böyle bir gök cisiminin varlığı başlangıçta kozmolojik teorisyenler tarafından öngörülmüştü ve evrenin Büyük Patlama'dan sonra nasıl soğuduğunu açıklamaya yardımcı olabilir. . Bu yapıları laboratuvarda yeniden inşa etme yeteneğiyle birlikte, Dünya'daki bilim adamları nihayet evrenin erken evrelerinde meydana gelmiş olabilecek bazı koşulları daha yakından incelemenin bir yolunu buldular. Bu çalışmanın sonuçları 16 Ocak 2019'da Nature Communications'da yayınlanacak. Bundan önce, Aalto Üniversitesi'nin kriyojenik laboratuvarı simetriyi bozan iki ardışık faz geçişine sahipti. Helyum, mutlak sıfıra soğutulsa bile, atmosfer basıncında hala bir sıvıdır, mutlak sıfırda, diğer tüm maddeler katılara donar.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme: Helyum sadece düşük sıcaklıklarda sıvı kalmakla kalmaz, aynı zamanda yeterince düşük sıcaklıkta süperakışkan hale gelir.Süperakışkan malzemenin viskozitesi temelde sıfırdır, bu da enerji kaybetmeden sonsuza kadar akması gerektiği anlamına gelir. Nanoyapıların hacmiyle sınırlı kaldığında, araştırmacılar süperakışkantaki yarı-kuantum girdap etkisini incelemek için izotop helyum-3'ün süperakışkan fazını kullanabilirler.Süperakışkan içindeki helyum akışı, kesinlikle kuantum fiziği yasalarına tabidir. limit. Araştırmanın baş yazarı, Aalto Üniversitesi'nden doktora öğrencisi Jere Makinen şunları söyledi: Başlangıçta sıcaklık düştüğünde yarı kuantum girdabın ortadan kalkacağını düşünmüştük.Helyum-3 numunesi yarım miliKelvin'in altına soğutulduğunda ortaya çıktı. (Yarı kuantum girdap) aslında var, ancak topolojik olmayan duvarlar ortaya çıkıyor.
- Sıvı helyum yarı kuantum bir girdap oluşturduğunda, dönüş vektörü temsil edilir. Resim: Ella Maru Studios
Fiziksel duvarlar akışı engellemese de, topolojik olmayan duvarlar helyumun manyetik özelliklerini değiştirir. Araştırmacılar bu değişiklikleri tespit etmek için nükleer manyetik rezonans kullanabilir. Big Bang'den sonraki ilk birkaç mikrosaniyede, bazı kozmologlar, tıpkı nano yapılı bir hacimdeki süperakışkan soğuduğunda olduğu gibi, tüm evrenin bir simetri kırılmasının faz geçişinden geçtiğine inanıyor. Teori, süper yoğunlaştırılmış evrendeki alan duvarları ve kuantum girdaplar gibi kuantum dalgalanmalarının veya topolojik kusurların, evren genişlediğinde yerinde donduğuna inanıyor. Zamanla bu donmuş dalgalanmalar bugün gördüğümüz ve yaşadığımız galaksileri oluşturdu. Bu nesneleri laboratuvarda yaratabilmek, bize evreni ve neden bu şekilde oluştuğunu daha iyi anlamamızı sağlayabilir.
Ek olarak, bu kasırga benzeri kusurların yapısı da topolojik kuantum hesaplama araştırması için potansiyel bir model sağlar. Sıvı helyum-3, çalışan bilgisayarlar için bir malzeme olarak bakımı çok zor ve pahalı olsa da, bize gelecekte daha kolay bulunabilecek malzemelerde kullanılabilecek fenomenleri incelemek için bir çalışma modeli sağlar. Bu yeni çalışmanın ortak yazarı ve emekli profesör Grigori Volovik (Grigori Volovik) ilk olarak 1970'lerde V.P. Mineev ile yarı kuantum girdabı öngördü. İlk olarak 2016 yılında Aalto Kriyojenik Laboratuvarı'ndaki helyum süper akışkanında keşfedildi.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Aalto Üniversitesi
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications"
Kağıt DOI: 10.1038 / s41467-018-08204-8
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
