Всеукраїнський загальнополітичний освітянський тижневик
Персонал Плюс - всеукраїнський тижневик

Безсмертні квантові частинки

Вчені виявили, що сильні взаємодії можуть повністю припинити розпад в квантових системах, - пише eurekalert.org.

Фізики-теоретики з Технічного університету Мюнхена та Інституту фізики складних систем їм. Макса Планка виявили, що речі, які здаються немислимими в повсякденному світі, можливі на мікроскопічному рівні.

"Досі передбачалося, що квазічастинки у взаємодіючих квантових системах розпадаються через певний час. Тепер ми знаємо, що все навпаки: сильні взаємодії можуть навіть повністю припинити розпад», - пояснює Франк Поллманн, професор теоретичної фізики твердого тіла в Технічному університеті Мюнхена. Одним із прикладів таких квазічастинок є фонон – квант коливального руху атомів кристала.

Концепцію квазічастинок придумав фізик і лауреат Нобелівської премії Лев Давидович Ландау. Він використовував її, щоб описати колективні стану безлічі частинок або, точніше, їх взаємодії під впливом електричних або магнітних сил. Завдяки цій взаємодії кілька частинок діють як одна.

«Досі не було докладно відомо, які процеси впливають на долю цих квазічастинок у взаємодіючих системах, - каже Поллманн. - Зараз у нас є чисельні методи, з допомогою яких ми можемо обчислювати складні взаємодії, а також комп'ютери з продуктивністю, досить високої, щоб вирішити ці рівняння».

«Результат складного моделювання: дійсно, квазічастинки розпадаються, проте з уламків з'являються нові, ідентичні частинки, - говорить провідний автор Рубен Верресен. - Якщо цей розпад відбувається дуже швидко, через певний час відбудеться зворотна реакція, і осколки знову з'єднаються. Цей процес може повторюватися нескінченно, і виникає стійке коливання між розпадом і відродженням».

З фізичної точки зору це коливання є хвилею, яка перетворюється в матерію, що, згідно з квантово-механічного корпускулярно-хвильовому дуалізму, можливо. Тому безсмертні квазічастинки не порушують другий закон термодинаміки. Їх ентропія залишається постійною, а розпад зупинений.

Це відкриття також пояснює явища, які досі ставили вчених у глухий кут. Фізики-експериментатори виміряли, що магнітне з'єднання Ba3CoSB2O9 дивно стабільно. За це відповідають магнітні квазічастинки-магнони. Інші квазічастинки – ротоны - гарантують, що гелій, який є газом на поверхні Землі, при абсолютному нулі стане рідиною, яка може текти необмежено.

"Наша робота є чисто фундаментальним дослідженням", - підкреслює Поллманн. Проте, цілком можливо, що одного разу результати можна буде використовувати, наприклад, для створення довготривалих запам'ятовуючих пристроїв в майбутніх квантових комп'ютерах.

вгору

© «ПЕРСОНАЛ ПЛЮС». Усі права застережено.

Передрук матеріалів тільки за згодою редакції.
При розміщенні матеріалів в Інтернет обов’язкове посилання на сайт видання. Погляди авторів можуть незбігатися з позицією редакції

З усіх питань звертайтеся, будь ласка, gazetapplus@gmail.com