رفتار مشابه هلیوم اَبَرسیال با سیاهچاله
مجله علمی ایلیاد - گروهی از فیزیکدانان دانشگاه ورمونت و واترلو دریافتهاند که کُرههایی از اتمهای هلیوم سرد از قانون عجیب و غریبی در فیزیک تبعیت میکند. این قانون که ناحیه درهمتنیدگی نام دارد در سیاهچالهها نیز دیده شده است. این یافته در نسخه آنلاین نشریه Nature Physics به گزارش رسید. فیزیکدان و نظریهپرداز مشهور «استیون هاوکينگ» و «جيکوب بکنشتاين» در دههی ۱۹۷۰ میلادی به چیز بسیار عجیبی درباره سیاهچالهها دست یافتند. براساس محاسبات آنان، زمانی که ماده به درون یکی از این حفرههای بیانتها در فضا میافتد، میزان اطلاعاتی که به کام خود میکشد، طبق اصل آنتروپى در فیزیک، با افزایش مساحت رو به افزایش میگذارد.
«آدریان دلماسترو»، استادیار در دپارتمان فیزیک دانشگاه ورمونت و یکی از محققان فعال در این مقاله خاطر نشان کرد: «ما دریافتیم که قوانین یکسانی برای اطلاعات کوانتومی در هلیوم ابر سیال مورد تبعیت قرار میگیرد.» برای اینکه دکتر دل ماسترو و همکارانش بر اکتشافات خود جامه عمل بپوشانند، به شبیهسازی دقیق شرایط فیزیکی هلیوم-4 بسیار سرد، پس از تبدیل شدن آن از گاز به شکلی از ماده معروف به ابر سیال پرداختند.
محققان اینگونه توضیح میدهند: «اتمهای هلیوم-۴ در زیر دو درجه کلوين که نشان از ماهیت دوگانه ذره/موج دارد، طوری به یکدیگر میچسبند که امکان توصیف اتمها بهصورت مستقل از یکدیگر وجود ندارد.» اما نوعی رقص مشترک به پا میکنند که دانشمندان نام «در هم تنیدگی کوانتومی» را بر آن نهادهاند. آنان با بهرهگیری از دو اَبَرکامپیوتر به بررسی برهم کنشهای ۶۴ اتم هلیوم در یک ابر سیال مبادرت ورزیدند. بنا به یافتههای آنان، مقدار اطلاعات کوانتومی درهم تنیده شدهی مشترک میان دو ناحیه از محفظهای با مساحت کره تعیین میگردد، نه حجم آن. اینطور بهنظر میرسد که به مانند یک هولوگراف، حجم سه بعدی فضا بهطور کامل در سطحی دو بعدی رمزگذاری شده باشد. این حجم شباهت زیادی با سیاهچاله دارد.
گروه پژوهشی توانست برای نخستین بار به کمک شبیهسازی عددی کامل، تمامی ویژگیهای هلیوم-۴، به وجود قانون ناحیه تنیدگی در سیالی کوانتومی واقعی، مهر تایید بزند. دکتر ماسترو افزود: «هلیوم-۴ ابر سیال میتواند به منبع مهمی برای نسلی جدید از رایانههای کوانتومی تبدیل گردد. ما برای استفاده از ظرفیت بالای پردازش اطلاعات باید به درک کاملی از نحوهی عملکرد آن دست یابیم.
نوشته: News Staff
ترجمه: مجله علمی ایلیاد