Takahashi Yoshiro가 이끄는 교토의 팀은 레이저를 사용하여 페르미온, 이테르븀 원자를 모든 움직임이 멈추는 도달할 수 없는 한계인 절대 영도의 10억 분의 1까지 냉각했습니다. 이것은 여전히 빅뱅의 잔류열을 데우고 있는 성간 공간의 온도보다 약 30억 배 더 차갑습니다.
실험 참가자 중 한 명인 Caden Hazzard는 "외계 문명이 지금 같은 실험을 하고 있지 않다면 교토 대학의 실험실이 우주에서 가장 차가운 페르미온을 생성하는 것"이라고 말했습니다. 페르미온은 희귀 입자가 아닙니다. 예를 들어 여기에는 전자가 포함되며 모든 물질을 구성하는 두 가지 유형의 입자 중 하나입니다.”
원자는 전자와 광자처럼 양자 역학의 법칙을 따르지만 양자 거동은 온도가 절대 영도에 도달할 때만 분명해집니다. 물리학자들은 25년 동안 극저온 원자의 양자 특성을 연구해 왔습니다. 레이저는 입자를 냉각시키고 광학 격자, 1차원, 2차원 또는 3차원 빛 채널에서 입자의 움직임을 제한하는 데 모두 필요하며, 이는 고전 컴퓨터에서는 접근할 수 없는 복잡한 문제를 해결할 수 있는 양자 기계 역할을 할 수 있습니다.
Hazzard는 "이 냉각의 장점은 물리학이 크게 변한다는 것입니다."라고 설명했습니다. "물리학은 점점 더 양자역학적으로 변하고 있으며 새로운 현상을 볼 수 있게 해줍니다."
Takahashi의 팀은 이 접근 방식을 사용하여 1963년에 제안된 소위 Hubbard 모델을 만들었습니다. 물리학자들은 물질, 특히 전자의 집합적 거동이 일어나는 물질의 자기 및 초전도 거동을 연구하기 위해 이것을 사용한다고 Phys.org에 기록되어 있습니다.
결과 Hubbard 모델은 SU(n)로 표시되는 특별한 대칭을 갖습니다. SU는 대칭을 설명하는 수학적 방법인 특수 단일 그룹이며 n은 모델에서 입자의 가능한 스핀 상태입니다. n이 높을수록 모델의 대칭이 더 커지고 모델이 설명하는 자기 거동이 더 복잡해집니다. 이테르븀 원자는 여섯 가지 가능한 스핀 상태를 가지고 있으며 교토 실험은 Hubbard의 SU(6) 모델에서 자기 상관 관계를 최초로 밝혀낸 것입니다. 고전적인 컴퓨터에서 계산하는 것은 불가능합니다.
이 실험은 물리학자들이 복잡한 양자 시스템의 거동을 관찰할 수 있는 기회를 제공합니다.
2019년에 미국 물리학자들은 우주 공간의 온도보다 약 50배 더 차가운 플라즈마를 사용하여 죽은 별의 중심에서 뜨거운 플라즈마를 시뮬레이션했습니다.
2022-09-02 17:08:18
작가: Vitalii Babkin