Mümkün olan en soğuk sıcaklıkta - cıva (sıvı helyum yardımıyla) - süper iletkenlik adı verilen bir durum oluşturur. Şimdiye kadar…
Kelvin ölçeğinde (eksi 273 Santigrat veya eksi 460 Fahrenheit) mutlak sıfır derecesine birkaç derece alındığında, sıvı helyum-4 dikkat çekici süper sıvı durumuna dönüşür. Kıvrılıyor, kıvrılıyor ve vücut eksikliği yaklaşık bir asırdır bilim adamlarını şaşırtıyor. Şimdi açık bilim için mevcut olan en güçlü süper bilgisayarı kullanan bir Washington Üniversitesi fizikçisinin liderliğindeki bir ekip, aşırı akışkanın gerçek zamanlı davranışını açıklayan teorik bir tablo hazırladı. Buradaki sorumlu taraf kim? Fermantasyon adı verilen atom altı parçacıkları deneyin.
Dişiler, elektronlar, protonlar ve nötronlar gibi doğal denklemin bir parçasıdır ... tıpkı süper sıvıların nötron yıldızlarının bir parçası olması gibi. Saniyede bir ile 1.000 kez arasında dönen nötron yıldızları - veya pulsarlar - yüzeysel yüzey burada Dünya'daki muadillerinden çok farklı hareket eder. Hız arttıkça, üçgen şeklinde gruplanan bir dizi küçük girdap oluşturur… bu da aşırı akışkan yapı içinde bir örgü oluşturur. “Doğru hıza ulaştığınızda, ortada bir girdap yaratacaksınız,” dedi Bulgac. “Ve hızı arttırdıkça, girdap sayısını artıracaksınız. Ancak her zaman adım adım gerçekleşir. ”
Bilim yeniden yaratabilir mi? Evet. Yüksek yoğunluklu bir elektrik alanı oluşturmak için bir vakum odası ve bir lazer ışını kullanan laboratuvar modelleri, küçük bir örneği, belki de 1 milyon atomu, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara soğutmayı başardı. Sonra süper akışkanı girdaplar yaratacak kadar hızlı karıştırmak için bir “lazer kaşığı” kullanılır.
“Garip davranışı anlamaya çalışırken, bilim adamları bir fincan kahvede karıştırılan hareketi karıştırırken tanımlamak için kullanabilecekleri gibi açıklayıcı denklemler geliştirmeye çalıştılar.” Bulgac dedi. “Ancak, fermiyonlardan oluşan bir aşırı akışkandaki eylemi tanımlamak için neredeyse sınırsız sayıda denklem gereklidir. Her biri, hız, sıcaklık veya yoğunluk gibi sadece bir değişken değiştirilirse ne olacağını açıklar. Değişkenler birbirine bağlı olduğu için biri değişirse diğerleri de değişecektir. ”
Matematiksel bir hipotez formüle etmedeki en büyük zorluklardan biri, 1 trilyon veya daha fazlasına ulaşan bir dizi değişken değişiklikle ilgili bir problem üzerinde çalışmak için harcayacağı hesaplama gücü miktarıdır. Peki bunu nasıl yaptılar? Ekip, JaguarPF bilgisayarını dünyanın en büyük süper bilgisayarlarından biri olan Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda, tek çekirdekli kişisel bir bilgisayarda yaklaşık 8.000 yıl gerektiren 70 milyon saat eşdeğeri için kullandı (JaguarPF'nin yaklaşık dörtte biri var) -milyon çekirdek). Sadece soğumaya çalışın!
“Bu size bu hesaplamaların karmaşıklığını ve bunun ne kadar zor olduğunu anlatıyor,” dedi Bulgac. Konuları daha karmaşık hale getirmek için, süper akışkan daha hızlı karıştırılırsa, özelliklerinin kaybolmasına neden olur - ancak varsayıldığı kadar hızlı değildir. “Çalışma, araştırmacıların bilgisayar simülasyonlarını kullanarak bir nötron yıldızının özelliklerini“ bir dereceye kadar ”inceleyebileceği anlamına geliyor.” Bulgac dedi. “Ayrıca soğuk atom fiziğinde yeni araştırma yönleri açıyor.”
Ve bizim tarafımızdan daha fazla ödev.
Orijinal Hikaye Kaynak: Washington Üniversitesi.
