SLOBODA JE ODGOVORNOST

24/09/2022

SLOBODA JE ODGOVORNOST

DVODIMENZIONALNE ČESTICE – ANIONI

Nakon desetljeća istraživanja u najmanjim domenama prirode, fizičari su konačno pronašli dokaze da aioni postoje. Prvi put su to predvidjeli teoretičari ranih 1980-ih, ovi objekti slični česticama nastaju samo u područjima ograničenima na dvije dimenzije, i to samo pod određenim okolnostima, poput temperatura blizu apsolutne nule i u prisutnosti jakog magnetskog polja.

Fizičari su uzbuđeni,  ne samo zato što njihovo otkriće potvrđuje desetljeća teorijskog rada, već i iz praktičnih razloga. Na primjer, Anions je u središtu nastojanja Microsofta da izgradi funkcionalno kvantno računalo.

Ova je godina donijela dvije čvrste potvrde kvazičestica. Prvi je stigao u travnju, u radu objavljenom na naslovnici Science-a, od skupine istraživača s École Normale Supérieure u Parizu. Koristeći pristup predložen prije četiri godine, fizičari su poslali elektronski plin kroz sudarač malenih čestica kako bi otkrili čudna ponašanja, posebno frakcijske električne naboje koji nastaju samo ako su bilo koji aioni u blizini. Druga potvrda stigla je u srpnju kada je grupa sa Sveučilišta Purdue u Indiani upotrijebila eksperimentalnu postavu na ugraviranom čipu koji je skrenuo interakcije koje bi mogle zamagliti ponašanje bilona.


Fizičar s MIT-a Frank Wilczek, koji je predvidio i imenovao bilone ranih 1980.-ih, pripisuje prvi rad otkriću, ali kaže da drugi dopušta kvazičesticama da zasjaju. “To je prekrasan rad koji čini da polje procvjeta”, kaže on. Anioni nisu poput običnih elementarnih čestica; znanstvenici ga nikada neće moći izolirati iz sustava u kojem se formira. Oni su kvazičestice, što znači da imaju mjerljiva svojstva poput čestica – poput lokacije, možda čak i mase, ali vidljive su samo kao rezultat kolektivnog ponašanja drugih, konvencionalnih čestica. 

Poznati svemir sadrži samo dvije vrste elementarnih čestica. Jedna je obitelj fermiona, koja uključuje elektrone, kao i protone, neutrone i kvarkove koji ih tvore. Fermioni se drže za sebe: dva ne mogu postojati u istom kvantnom stanju u isto vrijeme. Kad te čestice ne bi imale to svojstvo, sva bi se materija jednostavno mogla srušiti u jednu točku. Zbog fermiona postoji čvrsta tvar. Ostatak čestica u svemiru su bozoni, skupina koja uključuje čestice poput fotona (glasnici svjetlosti i zračenja) i gluona (koji “lijepe” kvarkove zajedno). Za razliku od fermiona, dva ili više bozona mogu postojati u istom stanju u isto vrijeme.

Skloni su skupljanju. Zbog tog zgrušavanja imamo lasere, koji su tokovi fotona koji svi zauzimaju isto kvantno stanje. Ono što anione čini posebno uzbudljivima za fizičare jest da pokazuju nešto analogno pamćenju čestica. Ako fermion kruži oko drugog fermiona, njegovo kvantno stanje ostaje nepromijenjeno. Isto vrijedi i za bozon.

Bilo tko je drugačiji. Ako se jedan kreće oko drugoga, njihovo kolektivno kvantno stanje se pomiče. Možda će trebati tri ili čak pet ili više okretaja prije nego što se biloni vrate u svoje izvorno stanje. Ovaj lagani pomak u valu djeluje kao neka vrsta sjećanja na putovanje. Ovo ih svojstvo čini privlačnim objektima za kvantna računala, koja ovise o kvantnim stanjima koja su iznimno krhka i sklona pogreškama. 

Wilczek ističe da anioni predstavljaju cijelo “kraljevstvo” koje sadrži mnogo varijanti s egzotičnim ponašanjem koje se mogu istražiti i iskoristiti u budućnosti. O njima je počeo razmišljati prije otprilike 40 godina na postdiplomskom studiju kada je postao frustriran dokazima koji su samo utvrdili postojanje dvije vrste čestica.


Sada su, kaže, nove studije tek početak. Gledajući unaprijed, on vidi anione kao alat za pronalaženje egzotičnih stanja materije koja, za sada, ostaju divlje ideje u teorijama fizičara.

Izvor: ScienceAstronomy

Prijašnja objava

SUZE SVETOG LOVRE

Slijedeća objava

UTEMELJENA SESA – Svemirska asocijacija Jugoistočne Europe

Možda će Vas interesirati i ovo:

OD JESENI 40 STUDENATA RAČUNARSTVA U VINKOVCIMA

Od predstojeće akademske 2021./2022. godine, Fakultet elektrotehnike, računarstva i informacijskih tehnologija Osijek (FERIT) započet će s izobrazbom studenata, kroz dislocirani preddiplomski redoviti stručni studij računarstva u Vinkovcima. Stručni studij trajat će 6 semestara, a studenti će završetkom […]

ČUDA, BLAGA I LJEPOTE KARLOVCA

Karlovac 13. srpnja slavi 443. godišnjicu utemeljenja i jedan je od rijetkih gradova koji točno u dan znaju svoj rođendan. S raskošnim prirodnim posebnostima, bogatom kulturno-povijesnom baštinom i neodoljivim turističkim atrakcijama, razloga za posjet Karlovcu […]