15 ноември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Квантовите частици са безсмъртни. Те осцилират в цикъл на разпад и прераждане

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 17 юни 2019 в 06:3297860
Силните квантови взаимодействия предотвратяват разпада на квазичастиците..Кредит: K. Verresen /TU Munich

Учени откриха, че силните взаимодействия могат напълно да спрат разпада на квантовите системи, съобщава ЕurekАlert!.

Нищо не трае вечно. Законите на физиката потвърждават това - на нашата планета всички процеси увеличават ентропията - счупената чаша никога няма да се сглоби сама отново.

Теоретичните физици от Техническия университет в Мюнхен (TUM) и Института за физика на сложните системи "Макс Планк" откриха, че неща, които изглеждат немислими в ежедневието, са възможни на микроскопично ниво.

Досега се предполагаше, че квазичастиците във взаимодействащи квантови системи се разпадат след определено време. Сега знаем, че всъщност е обратното: силните взаимодействия могат дори напълно да спрат разпада”, обяснява Франк Полман (Frank Pollmann), професор по теоретична физика на твърдото тяло в Техническия университет в Мюнхен. Един пример за такива квазичастици е фононът - квант на вибрационното движение на атомите в кристалната решетка.

Концепцията за квазичастици е изобретена от физик и лауреат на Нобелова награда Лев Давидович Ландау. Той го използва, за да опише колективните състояния 

Колективните решетъчни вибрации в кристалите, така наречените фонони, са един пример за такива квазичастици.

Понятието "квазичастица" е измислено от Лев Ландау, физик и носител на Нобелова награда. Той го използва за описване на колективни състояния на множество частици или по-точно тяхното взаимодействие под въздействието на електрически или магнитни сили. Заради това взаимодействие няколко частици действат като една.

Числените методи откриват нови перспективи

„Досега не бе подробно изяснено какви процеси влияят върху съдбата на тези квазичастици във взаимодействащи системи“, разказва Полман. "Едва сега имаме числени методи, с помощта които можем да изчислим сложни взаимодействия, както и компютри с достатъчно висока производителност за решаване на тези уравнения".

„Резултатът от сложната симулация е: несъмнено квазичастиците се разлагат, но се появяват нови, идентични частици от остатъците“, отбелязва водещият автор Рубен Вересен (Ruben Verresen). "Ако този разпад се случи много бързо, след определено време ще настъпи обратна реакция и отломките ще се свържат отново. Този процес може да се повтори безкрайно и се появява стабилно колебание между разпадането и прераждането". 

От физическа гледна точка, тази осцилация е вълна, която се трансформира в материя, която според квантово-механичния вълново-корпускулярен дуализъм е възможена. Следователно, безсмъртните квазичастици не нарушават втория закон на термодинамиката. Тяхната ентропия остава постоянна и разпадането е спряно.

Проверката на реалността

Това откритие обяснява и феномените, които досега са озадачавали учените. Експерименталните физици са установили, че магнитното съединение Ba3CoSB2O9 е изненадващо стабилно. За това са отговорни магнитните квазичастици - магноните. Други квазичастици - ротоните - гарантират, че хелият, който е газ при нормални условия на Земята, близо до абсолютната нула ще се превърне в течност, която може да тече безкрайно без триене (вж "Кондензацията на Бозе-Айнщайн или петото състояние на материята").

"Нашата работа е чисто фундаментално изследване", подчертава Полман.

Възможно е обаче един ден резултатите да могат да се използват например за създаване на дълговечни устройства за съхранение на данни в бъдещите квантови компютри.

Справка: http://dx.doi.org/10.1038/s41567-019-0535-3, Nature Physics

Източник: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/tuom-iqp061419.php, ЕurekАlert


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.