{"id":26174,"date":"2012-03-20T00:16:27","date_gmt":"2012-03-19T21:16:27","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=26174"},"modified":"2012-03-20T00:16:27","modified_gmt":"2012-03-19T21:16:27","slug":"ulikulmad-katsed-elavdavad-kvantuurimuste-maailma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=26174","title":{"rendered":"\u00dclik\u00fclmad katsed elavdavad kvantuurimuste maailma"},"content":{"rendered":"

Chicago \u00dclikooli teadlased demonstreerisid esmakordselt eksperimentaalselt, et absoluutse nulli l\u00e4hedale jahutatud aatomid k\u00e4ituvad kui n\u00e4iliselt \u00fcksteisega mitte seotud olevad v\u00e4ga erineva suurusega looduslikud s\u00fcsteemid. Antud uurimus v\u00f5ib anda vastuseid nii aatomite maailma kui ka kosmoloogia k\u00fcsimustele.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Valev\u00e4rvides pildil on toodud tseesiumi aatomite keskmine tihedus. Pilt on pandud kokku mitmete kvantkriitilisust uurivate eksperimentidel v\u00f5etud fotodest. Tihedus on v\u00e4ikseim v\u00e4ljapool asuval valgel alal ning k\u00f5rgeim keskel, kus rohkem aatomeid blokeerivad pealelangeva infrapunavalguse teekonda. Pilt: Courtesy of Xibo Zhang and Cheng Chin<\/p><\/div>\n

See \u00fclik\u00fclm olek, mida nimetatakse kvantkriitilisuseks<\/a> (ingl. k. quantum criticality<\/em>), heidab valgust v\u00e4ga erinevate n\u00e4htuste sarnasustele, seehulgas n\u00e4iteks musta augu gravitatsioonilise d\u00fcnaamika ning universumi s\u00fcnni alguse eksootiliste tingimuste \u00fchistele omadustele. Antud uurimuse tulemused v\u00f5ivad isegi viidata viisidele, kuidas simuleerida varase universumi kosmoloogilisi n\u00e4htusi t\u00e4nu kvantkriitilises olekus olevate aatoms\u00fcsteemide uurimusile, kirjutab Sciencedaily.com<\/a>.<\/p>\n

,,Kvantkriitilisus on see l\u00e4htepunkt, mille abil saame me seostada meie vaatlusi ning looduse teisi n\u00e4htusi,” lausus Cheng Chin<\/strong>, \u00fcks uurimuse l\u00e4biviijaid. Chini uurimisr\u00fchm on esimene, mis j\u00e4lgis optiliste v\u00f5restike \u00fclik\u00fclmade aatomite kvantkriitilisust. Selline v\u00f5restik koosneb tavalistest aatomite struktuuridest, mille moodustavad mitmed laserkiired, mis \u00fcksikuid aatomeid l\u00f5ksustavad ja lokaliseerivad.<\/p>\n

Kvantkriitilisus ilmneb ainult kvant-faasi\u00fcleminekute l\u00e4heduses. Sellised haruldased ja eksootilised kvant-faasi\u00fcleminekud toimuvad vaid \u00fclik\u00fclmadel temperatuuridel magnetv\u00e4lja, r\u00f5hu v\u00f5i teiste ekstreemsete tegurite m\u00f5ju all.<\/p>\n

,,See on v\u00e4ga oluline samm kvantkriitilisuse teooria katsetamisel s\u00fcsteemis, mida saab h\u00e4sti iseloomustada ja m\u00f5\u00f5ta,” lausus Harvardi \u00dclikooli f\u00fc\u00fcsikaprofessor Subir Sachdev<\/strong> antud uurimuse kohta.\u00a0F\u00fc\u00fcsikud on kvantkriitilisust kristallides, \u00fclijuhtides ja magnetilistes materjalides juba laialdaselt uurinud. Peamiseks eesm\u00e4rgiks on olnud vaadelda selle m\u00f5ju elektronide liikumisele. ,,Neid p\u00fc\u00fcdlusi on takistanud fakt, et me ei saa lihtsalt pilti suurendada ja reaalselt n\u00e4ha, mida iga elektron ning erinevad aine omadused teevad,” selgitas Sachdev.<\/p>\n

Sachdevi teoreetilistest uurimustest selgub s\u00fcgav matemaatiline seos kvantkriitilise punkti l\u00e4heduses olevate subatomaarsete osakeste k\u00e4itumise ning mustade aukude gravitatsioonilise d\u00fcnaamika vahel. Paari aasta p\u00e4rast v\u00f5ivad seega antud uurimusele j\u00e4rgnevad eksperimendid need ideed ka katseliselt proovile panna.<\/p>\n

Kahte faasi \u00fcksteisest eraldavaid kriitilisi punkte on kahte sorti. Chicago teadlaste uurimuses tegeletakse neist lihtsaimaga, see on aga keerulisema uurimuseks oluline verstapost. ,,Ma loodan, et keerulisemat hakatakse uurima j\u00e4rgmise paari aasta jooksul, ning teadusmaailm ootab seda pikisilmi,” \u00fctles Sachdev.<\/p>\n

Varem on kvantkriitilisust j\u00e4lgitud t\u00e4iesti teiste tingimuste korral. 2010. aastal j\u00e4lgis n\u00e4iteks \u00fcks Chicago \u00dclikooli teine t\u00f6\u00f6r\u00fchm \u00fclik\u00f5rge r\u00f5hu alla seatud kroomit\u00fcki kvantkriitilisust.<\/p>\n

Antud uurimuses kasutasid teadlased ristatud laserkiirte kimpe, et l\u00f5ksustada ning jahutada kaheksa tollises silindrilises vaakumkambris kuni 20 000 tseesiumi aatomit horisontaalsele tasandile. Selles protsessis muutuvad aatomid kuumast gaasist \u00fclivoolavaks vedelikuks<\/a> (ingl. k. superfluid<\/em>)\u00a0– aine eksootiliseks vormiks, mis eksisteerib vaid \u00fclik\u00fclmadel temperatuuridel.<\/p>\n

,,Kogu eksperiment kestab kuus kuni seitse sekundit ning me saame seda uuesti ja uuesti korrata,” lausus \u00fcks artikli autoreid Xibo Zhang<\/strong>.<\/p>\n

Katsevahendite hulka kuulub ka CCD kaamera, mis on nii tundlik, et suudab j\u00e4\u00e4dvustada kvantkriitilises olekus olevate aatomite jaotust. CCD kaamera salvestab laservalguse intensiivsuse, kui see tuhandeid spetsiaalselt konfigureeritud \u00fclik\u00fclmasid aatomeid sisaldavasse vaakumkambrisse siseneb. ,,P\u00f5him\u00f5tteliselt salvestame me selle kaameraga aatomite poolt j\u00e4etavad varjud,” selgitas Chin.<\/p>\n

Esmalt otsisid teadlased kvantkriitilisuse m\u00e4rke temperatuuridel 30 kuni 12 nanokelvinit, kuid veenvaid m\u00e4rke sealt ei leitud. Eelmisel aastal \u00f5nnestus neil saavutada temperatuur 5,8 nanokelvinit – k\u00f5igest miljardik kraadi \u00fcle absoluutse nulli. ,,Selgub, et selle n\u00e4htuse tekkimiseks meie s\u00fcsteemis, peab temperatuur olema alla 10 nanokelvini,” \u00fctles Chin.<\/p>\n

Chini t\u00f6\u00f6r\u00fchm on eriti huvitatud sellest, et kasutada \u00fclik\u00fclmasid aatomeid varase universumi arengu simuleerimiseks. See ambitsioon tuleneb 1981. aastal Nobeli laureaadi Richard Feynmani esitatud ideest. Feynman arvas, et kui teadlased m\u00f5istavad kvants\u00fcsteeme piisavalt h\u00e4sti, siis suudavad nad kasutada neid teiste, raskesti otseselt uuritavate kvants\u00fcsteemide toimimise simuleerimiseks.<\/p>\n

Teiste jaoks aga on kvantkriitiliste \u00fclik\u00fclmade aatomite kui f\u00fc\u00fcsikalise s\u00fcsteemi uurimine ennast\u00f5igustav. ,,Ma tahan m\u00f5ista seda selle enda kaunite kvantomaduste t\u00f5ttu, mitte vaadata seda kui millegi muu simulatsiooni,” lausus Sachdev.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel: “Observation of Quantum Criticality with Ultracold Atoms in Optical Lattices<\/a>“<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Chicago \u00dclikooli teadlased demonstreerisid esmakordselt eksperimentaalselt, et absoluutse nulli l\u00e4hedale jahutatud aatomid k\u00e4ituvad kui n\u00e4iliselt \u00fcksteisega mitte seotud olevad v\u00e4ga erineva suurusega looduslikud s\u00fcsteemid. Antud uurimus v\u00f5ib anda vastuseid nii aatomite maailma kui ka kosmoloogia k\u00fcsimustele. See \u00fclik\u00fclm olek, mida nimetatakse kvantkriitilisuseks (ingl. k. quantum criticality), heidab valgust v\u00e4ga erinevate n\u00e4htuste sarnasustele, seehulgas n\u00e4iteks musta […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":26177,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[137],"class_list":{"0":"post-26174","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-kvantnahtused","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26174","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=26174"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26174\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/26177"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=26174"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=26174"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=26174"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}