Fizikteki en önemli soruların çoğu, kuantum alan teorisinin yardımıyla cevaplanabilir: kuantum alan teorisi, etkileşen birçok parçacığın dinamiklerini tanımlamak için gereklidir.Bu nedenle, kuantum alan teorisinin katı hal fiziği ve kozmolojideki önemi Eşit önemde. Bununla birlikte, normal şartlar altında, belirli bir problem için kuantum alanının teorik bir modelini oluşturmak, özellikle de incelenen sistem birçok etkileşen parçacıktan oluştuğunda son derece karmaşıktır. Şimdi, Viyana Teknoloji Üniversitesi ve Heidelberg Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi:

Bu modelleri doğrudan deneysel ölçümlerden elde etmek için yöntemler geliştirilmiş ve araştırmanın sonuçları Physical Review X dergisinde yayınlanmıştır. Bir anlamda, deneysel sonuçları teorik model tahminleriyle karşılaştırmak yerine teorinin kendisi ölçülebilir.Bu, karmaşık çok cisimci kuantum fiziği alanına yeni bir şafak getirmelidir. Son yıllarda, kuantum fiziksel sistemleri incelemenin yeni bir yöntemi: "kuantum simülatörü" giderek daha önemli hale geldi.Yüksek sıcaklık süperiletkenleri gibi bazı kuantum sistemlerinin tatmin edici bir açıklaması yoktur.

Kuantum simülatörü

Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra erken evren gibi diğer sistemler doğrudan gözlemlenemez. Hala bu kuantum sistemlerinden bazılarını anlamak istediğimizi varsayarsak, laboratuvarda kolayca kontrol edilebilen başka bir sistem seçmemiz ve gerçekten ilgilendiğimiz sisteme benzer şekilde davranması için onu ayarlamamız gerekiyor. Viyana Teknoloji Üniversitesi Kuantum Bilim ve Teknoloji Merkezi'nden (VCQ) Jörg Schmiedmayer şöyle açıkladı: Örneğin, ultra soğuk atomlar üzerindeki deneyler, asla çalışmayacağımız sistemleri anlamak için kullanılabilir.

Bu mümkündür çünkü farklı sistemlerin farklı kuantum fiziksel tanımları arasında temel benzerlikler vardır. Ancak ne tür bir kuantum sistemi çalışılırsa çalışılsın, bilim adamları her zaman temel bir sorunla karşılaşacaklardır: Eğer çok fazla parçacık dahil edilirse, kuantum teorisinin formülü yakında çözülemeyecek kadar karmaşık hale gelecektir, yani dünyadaki en iyiyi kullanacaktır. Süper bilgisayarlar da çalışmıyor. Bu utanç verici, çünkü birçok parçacıktan oluşan bir sistem özellikle ilginç. Günlük hayatta her zaman birçok parçacığın aynı anda rol oynadığı durumlar vardır. Genel olarak konuşursak, çok parçacıklı bir sistem için doğru kuantum teorisinin çözülmesi imkansızdır.

Çünkü bu sistemde her parçacık dikkate alınır. Bu nedenle bilim adamları, tüm temel özellikleri içeren, ancak artık tek tek parçacıkların ayrıntılarına bağlı olmayan basitleştirilmiş bir kuantum tanımı bulmalıdır. Bu, gazları tanımlamaya benzer, her atom ilgilenmez, ancak basınç ve sıcaklık gibi daha genel değişkenler. Ancak, çok gövdeli bir sistem için böyle bir teori nasıl çizilir? Onları, tek tek parçacıklara uygulanabilen doğa kanunlarından tamamen matematiksel olarak türetmek son derece karmaşıktır. Ancak şimdi kanıtlandığı gibi, bu gerekli değildir.

Araştırma, kuantum alan teorisinin açıklamasını doğrudan deneylerden okumanın bir yolunu buldu. Bir anlamda doğa, onu tanımlamak için kullanılması gereken ve tümü kendi tarafından sağlanan formüller sağlar. Her kuantum teorisinin, her kuantum fiziksel modelinin temel yapı taşları (korelasyon, yayıcı, tepe noktası, Feynman diyagramı) gibi belirli biçimsel kurallara uyması gerektiğini biliyoruz. Viyana Teknoloji Üniversitesi ve Heidelberg Üniversitesi'ndeki araştırma ekipleri, bu bağımsız temel yapı taşlarını deneyler yoluyla kullanıma sunmanın bir yolunu buldu. Bu deneysel ölçümler, kağıt ve kaleme ihtiyaç duymadan çok gövdeli sistemlere deneysel bir kuantum teorisi getirdi.

Yıllardır bilim adamları bunun teorik olarak mümkün olduğundan şüpheleniyorlar, ancak herkes bunun gerçekten etkili olduğuna inanmıyor. Bilim adamları bunun doğru olduğunu şimdi kanıtladılar.Özel bir durumu gözlemleyerek, teori bu özel durumda matematiksel olarak da bulunup çözülebilir.Araştırma ve ölçüm sonuçları tamamen aynı teorik temeli sağlar. Bu deney, atom çipindeki manyetik tuzaklara hapsolmuş binlerce aşırı soğuk atom grubu ile gerçekleştirildi. Bu atom bulutlarının kuantum dalga modellerinden korelasyon fonksiyonları belirlenebilir ve bu korelasyon fonksiyonlarından uygun bir teorinin temel yapı taşları türetilebilir.

Brocade | Araştırma / Gönderen: Viyana Teknoloji Üniversitesi

Referans dergi "Physical Review X"

DOI: 10.1103 / PhysRevX.10.011020

Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim

Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science

Ağır keşif! Pozitif madde, muhtemelen nötrinolar nedeniyle var olabilir, pozitif ve negatif maddeyi yeniden karıştırır

Evrendeki devasa yıldızların% 14'ünün kara deliklere dönüştüğü bulundu! Görünüşe göre sayı çok büyük

Sıfırın altında onlarca derece olan Antarktika'dan uçsuz bucaksız uzaya, aşırı koşullar altında tıbbi atılımlar

UC, söylentileri önlemek ve barış için dua etmek için 8 kapsamlı bilgi hizmeti sunar

Bu harika, halk astronomi meraklıları, Kuzey Işıklarının yeni durumunu keşfedin, çok güzel

Tozun, çoğu yıldızlardan fırlatılan yıldızların ve yaşamın kimyasal evriminin anahtarı olduğu keşfedildi.

Yarasalardan esinlenerek, yer altı boru hatlarındaki sızıntıları tespit edebilen yeni bir tarama teknolojisi geliştirdi

Kara delik ufkundaki Hawking radyasyonunu hesaplayabilen başka bir formül doğdu. Hawking yine haklı.

Evrenin doğumunun ilk 10 mikrosaniyesinde kuarklar ve gluonlar evrenin uzay ve zamanını doldurdu

Nanopartikülü kuantum halindeki başarılı bir şekilde kontrol edin, maddenin makroskopik kuantum hali kuantize ediliyor

Beyin yakan kuantum dolanıklığı ve hayaletimsi süper mesafe eylemi aslında sıcak ve soğuk kahve ile bağlantılıdır.

Standart fizik modelini aşmak ve ultra yüksek enerji olaylarını keşfetmek, nötrinoları incelemenin anahtarıdır.