متن كامل خبر
اثرات شگفت‌انگیز کوانتمی در اتم‌های فوق‌سرد

تاريخ خبر : 21/6/1391امتياز بده :ارسال به دوستتعدادمشاهده : 637

دانشمندان سیستم‌های گذار کوانتمی را تا رسیدن به تعادل گرمایی بررسی می‌کنند.

 

اکنون حالت میانی ثابتی بین نظم و بی‌نظمی را آشکارسازی کرده‌‌اند. هر روز سیستم‌های گرمایی را مشاهده می‌کنیم: قالب‌های یخی در پارچ یا لیوان آب که ذوب خواهند شد و ثابت نمی‌مانند. مولکول‌های یخ و آب به تعادل گرمایی می‌رسند و دمای مشابهی خواهند داشت. بلورهای شناخته شده‌ی یخ به مایع نامنظم یخ تبدیل می‌شوند. آزمایش‌های مرکز علوم و فناوری کوانتم وین (VCQ) در دانشگاه وین نشان می‌دهد که دنیای کوانتمی گذار تعادل گرمایی، ‌جالب‌تر و پیچیده‌تر از آن‌ست قبلاً تصور می‌شد.

 

بین حالت اولیه و حالت نهایی ترکیبی که «حالت میانی شبه پایدار» نامیده می‌شود، می‌تواند پدیدار شود. این حالت میانی ویژگی‌هایی دارد، ولی اثرات حالت اولیه همچنان در سیستم باقی می‌ماند. این پدیده را «پیش‌گرمایش» می‌نامیم. پیش‌گرمایش پیش‌بینی نقشی است که در فرایندهای نامتعادل متفاوت بسیاری، در مکانیک کوانتمی بازی می‌‌کند. یورگ اشمیدمایر از دانشگاه وین می‌گوید:«ما با اتمهای فوق‌سرد گاز یک بعُدی کوانتمی بنام چگالش بوز-آینشتاین شروع کردیم. وقتی دو قسمت از چگالش بهم متصل می‌شوند، الگوی موج تداخلی منظمی ایجاد می‌کنند که شکل آن‌ها نشان می‌دهد دو ابر منشأ ابر مشابهی از یک گاز اتمی دارند».

مایکل گرینگ می‌گوید:«با گذشت زمان، ابر تجزیه شده انتظار می‌رود که به‌سمت تعادل گرمایی پیش برود. با گذشت زمان بیشتر،‌ دو سیستم یا حالت بهم متصل می‌شوند. ولی یان تعادل قبل از این حالت اتفاق می‌افتد. ابتدا خیلی سریع واپاشی می‌کند، ولی بعد به حالت میانی می‌رسد.» اشمیدمایر ادامه می‌دهد:‌«ابتدا توجیه این پدیده ممکن نبود. باید فکری به‌حال گسترش آزمایش می‌کردیم.» دانشگاه هاروارد نیز در این طرح همکاری زیادی داشت.

اوگن دلمر از هاروارد می گوید:«بی‌نظمی‌های مشاهده شده حالت میانی هستند که به دمای حالت اولیه بستگی ندارند. وقتی سیستم دو تکه می‌شود، این سیستم تحت نفوذ قوانین مکانیک کوانتمی قرار می‌گیرند». ولی بیشتر آزمایش‌های کوانتمی در دمای نزدیک به صفر قابل انجام نیستند. غیر از آن درد کامپیوترها داده‌های در تعادل گرمایی از بین می‌رود. پس این خود یک مسئله است. این حالت کوانتمی، در فیزیک گلئون پلاسما برای فیزیکدانان ذرات بنیادی مهم است. کسری از زمان بعد از انفجار بزرگ،‌ تمام ماده‌ی عالم در حالت نامتعادل قرار داشت. در برخورد‌ دهنده‌های بزرگ ذرات امروزه این آزمایش مهم انجام می‌شود. پلاسما در آن زمان به سمت تعادل گرمایی سوق پیدا کرد. این حالت جالب می‌تواند رابطه‌ای بین مکانیک کوانتمی و فیزیک کلاسیک میکروسکپی برقرار کند.


 

M. Gring, M. Kuhnert, T. Langen, T. Kitagawa, B. Rauer, M. Schreitl, I. Mazets, D. Adu Smith, E. Demler, and J. Schmiedmayer. Relaxation and Prethermalization in an Isolated Quantum System. Science, 6 September 2012 DOI: 10.1126/science.1224953


     منبع خبر : سرويس فعالیت‌های علمی رشد

بازگشت