En Popüler Anahtar Kelimeler kuantum evrim sinirbilim uzay kütleçekim sicim teorisi büyük patlama şempanze makro Telomer
Biyoloji
Genetik Hayvanlar Bitkiler Mantarlar Mikroskobik Yaşam Medikal
Evrim
İnsan Evrimi Canlıların Evrimi Evrimsel Psikoloji Paleontoloji
Doğa Bilimleri
Fizik Kimya Yerbilim Çevrebilim
Diğer Bilimler
Sinirbilim Psikoloji Arkeoloji Eğitim Dilbilim Teknoloji
Uzay Bilimleri
Gökbilim Evrenbilim Uzay Keşifleri Uzay Teknolojisi
Keşfet
Bilimin Doğası Yazı Dizileri Soru-Cevap İnfografik Liste Podcast
Patreon ile Bağış Yap
Hepsi
Sadece Başlıklarda Ara
Sadece Yazı İçinde Ara
Arama yapmak istediğiniz kelimeyi giriniz.
En Popüler Anahtar Kelimeler kuantum evrim sinirbilim uzay kütleçekim sicim teorisi büyük patlama şempanze makro Telomer
Üye Girişi
Üye Ol
E-Posta Adresiniz:
Şifreniz:
Twitter ile Giriş Yap
Facebook ile Giriş Yap
İsim:
Soyisim:
E-Posta Adresiniz:
Şifreniz:
Twitter ile Üye Ol
Facebook ile Üye Ol
E-Posta Adresiniz:
Twitter ile Giriş Yap
Facebook ile Giriş Yap
Fizik 10 Eylül 2016
Zaman Kristalleri Gerçekten Var Olabilir
Zaman kristalleri sadece ilginç matematiksel araçlar mı, yoksa fiziksel olarak gerçekten varlar mı? Nobel ödüllü Frank Wilczek'in 2012 yılında zaman kristalleri fikrini ortaya a...
Beğen Kaydet
0
Bilinmiyor
Sevkan Uzel
Yıldız Teknik Üniversitesi - Çevirmen/Editör
Takip Et
Bilinmiyor
Sevkan Uzel
Yıldız Teknik Üniversitesi - Çevirmen/Editör
Bütün Yazılarını Gör Takip Et
Zaman kristalleri sadece ilginç matematiksel araçlar mı, yoksa fiziksel olarak gerçekten varlar mı? Nobel ödüllü Frank Wilczek'in 2012 yılında zaman kristalleri fikrini ortaya atmasından bu yana, fizikçiler bu soruyu tartışıyor. Wilczek bu varsayımsal (hipotetik) nesnelerin, en düşük enerjili (taban) durumlarında, tıpkı dairesel bir yörüngede hareket eder gibi periyodik hareket sergileyebileceğini belirtiyor. Kuramsal olarak, taban durumundaki nesnelerin hiç hareket edebilecek enerjileri olmaz.
O zamandan beri geçen yıllarda, diğer fizikçiler zaman kristallerinin fiziksel varlıklarının neden imkansız olduğu hakkında çeşitli argümanlar sundu. Fizikçilerin çoğu, zaman kristallerinin fiziksel varlıklarının imkansızlık nedeni olarak, tuhaf özelliklerini gösteriyordu. Her ne kadar zaman kristalleri yararlı enerji üretmek için kullanılamıyor (onlara etki etmenin hareketlerini durdurmasından dolayı) ve termodinamiğin ikinci yasasını ihlal etmiyor olsalar da, fizik yasalarındaki temel bir simetriyi ihlal ediyorlar.
Zaman Öteleme Simetrisinin Spontane Kırılması
Bununla birlikte, geçtiğimiz günlerde Physical Review Letters dergisinde yayımlanan bir makalede, zaman kristallerinin her şeye rağmen var olabilecekleri ileri sürüldü. Kaliforniya Üniversitesi Santa Barbara Kampüsü'nden ve Microsoft Station Q'dan araştırmacılardan oluşan araştırma ekibi, zaman kristallerinin en şaşırtıcı özelliği olan "zaman öteleme simetrisi"ni spontane kırmalarına odaklandı. Bunu açıklamak için bilimciler spontane simetri kırılmasının ne olduğunu şöyle anlatıyorlar:
"Buradaki en önemli fark, açık (İng. explicit) simetri kırılması ile spontane simetri kırılması arasındaki fark. Eğer bir simetri açık biçimde kırılırsa, doğa yasaları o simetriye sahip değil demektir. Spontane simetri kırılmasının anlamı ise doğa yasalarının o simetriye sahip olduğu, fakat doğanın o simetriye sahip olmayan bir durumu seçtiği anlamına gelir." diyor ekipten Dominic Else. Eğer zaman kristalleri gerçekten spontane zaman öteleme simetrisi kırılması yapıyorsa, o halde zaman kristallerini yöneten doğa yasaları zamanla değişmeyecektir. Ama zaman kristallerinin kendileri taban durum hareketlerinden dolayı, simetriyi spontane kırarak, zaman içinde değişirler.
Spontane zaman öteleme simetrisi kırılması daha önce hiç gözlemlenmemesine rağmen, neredeyse tüm diğer spontane simetri kırılma tipleri gözlemlenmiş durumda. Sık rastlanan bir spontane kırılmış simetri örneği olarak mıknatıslar verilebilir. Doğa yasaları, mıknatısın hangi kutbunun kuzey, hangisinin güney olduğunu belirtmez. Herhangi bir manyetik malzemenin ayırt edici özelliği ise simetriyi spontane biçimde kırarak, bir ucu kuzey ve diğer ucu da güney olarak seçmesidir. Bir diğer örnek ise sıradan kristallerdir. Doğa yasaları uzayda dönme ve kayma (öteleme) altında değişmez (invaryant) olsa da, kristaller bu uzaysal simetrileri spontane kırarak, farklı açılardan bakıldıklarında ve uzayda biraz kaydırıldıklarında farklı görünürler.
Termal Dengeden Uzaklık
Yaptıkları bu son çalışmada fizikçiler özellikle spontane zaman öteleme simetri kırılması için ne gerektiğini tanımladı ve ardından simülasyonlar kullanarak, bu kırılmış simetrinin geniş bir kuantum sistemler sınıfında görülmesi gerektiğini öngördüler: Floquet yerelleşmiş çok cisimli sürücülü sistemler (İng. Floquet-many-body-localized driven systems). Bilimciler bu sistemlerin anahtar özelliğinin, termal dengeden hep uzak kalmaları ve dolayısıyla sistemin ısısının artmaması olduğunu belirtiyorlar.
Kırık zaman öteleme simetrisinin yeni tanımı, diğer kırık simetrilerin tanımlarına benziyor. Temel olarak, bir sistemin (örneğin bir kristalin) büyüklüğü büyüdüğünde, simetrisi kırık bir durumun simetriye uygun bir duruma bozunması için gereken süre artar. Sonsuz bir sistemde ise simetriye uygun duruma asla ulaşılamaz. Sonuç olarak, tüm sistem için simetri kırık olur.
"Çalışmamızın iki önemli yanı var: Birincisi, zaman öteleme simetrisinin spontane kırılabilirliği olduğunu ortaya koyuyor. İknicisi de, dengede olmayan sistemlerin, dengede olan sistemlerde var olamayacak olan ilginç madde halleri barındırabileceğine ilişkin anlayışımızı derinleştiriyor." diyor ekipten Bela Bauer.
Fizikçilere göre, tuzaklanmış atomlardan, tuzaklanmış iyonlardan veya süperiletken kubitlerden oluşan büyük bir sistem kullanarak yapılan bir zaman kristali ve bu sistemlerin zaman içindeki evrimlerinin ölçümü ile zaman öteleme simetrisinin kırılmasının gözlemlenebileceği bir deney gerçekleştirmek mümkün olabilir.
Kaynak: Phys.org,"Time crystals might exist after all"
< http://phys.org/news/2016-09-crystals.html >
İlgili Makale: Dominic V. Else, Bela Bauer, and Chetan Nayak. "Floquet Time Crystals." Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.090402 Also at arXiv:1603.08001
Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu "Kullanım İzinleri"ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.
Kaynak ve İleri Okuma
Etiket
zaman kristalleri maddenin halleri kristaller
Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
Destek Ol
Yorum Yap (0)
Bunlar da İlginizi Çekebilir
Kimya
06 Ağustos 2018
Elmas Nasıl Mavi Olur?
Fizik
27 Kasım 2019
Zaman Kristalleri Kapalı Kuantum Sistemlerde Var Olabilir
Doğa Bilimleri
05 Şubat 2017
Yeni Bir Madde Formu: Zaman Kristalleri
Doğa Bilimleri
25 Şubat 2017
Zaman Kristalleri – Maddenin Yeni Hali Nasıl Yaratıldı?
Doğa Bilimleri
08 Mayıs 2015
Karbon-60 Molekül Kristalinde Maddenin Yeni Hâli Keşfedildi
Doğa Bilimleri
31 Mayıs 2019
Dünya, Okyanus Tabanını Geri Dönüştürerek Elmas Üretiyor
Yerbilim
24 Şubat 2019
Laboratuvar Deneyleri, Elmas Oluşum Süreçlerine Işık Tutuyor
Doğa Bilimleri
22 Nisan 2017
Maddenin Yeni Hali: Kuantum Sıvı Kristalleri
Çevrebilim
17 Ekim 2015
Havadaki Karbonu Tutabilen Yeni Kristal Malzeme
Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak istersen Patreon üzerinden aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsin.
Destek Ol
En Çok Okunan
1
Psikoloji
Pedofili Nedir? Pedofil Beyni Nasıldır? Pedofili Tedavi Edilebilir mi?
Yazar: Gürkan Akçay
2
Evrim
Çıplak Gerçek: İnsanların Neden Kürkü Yoktur?
Yazar: Editör
3
Bilimin Doğası
Bilimsel Temeli Olmayan Bir Etiket: Irk
Yazar: Gürkan Akçay
4
Biyoloji
Evrimsel Süreçte Devrim Yaratan Ortaklıklar: Endosimbiyotik İlişkiler
Yazar: Sevkan Uzel
5
Biyoloji
Omurgalılara Genel Bir Bakış
Yazar: Editör
Bu Ay Öne Çıkanlar
1
Katalin Kariko: mRNA Aşısının Arkasındaki Bilim İnsanı
Zeynep Senis Çevirmen/Yazar
2
İnsanlık Uygarlığı Neden Bu Kadar Geç Keşfetti?
Gürkan Akçay Boğaziçi Üniversitesi - Yazar / Editör
3
Erkekler Ne Zaman Karın Kaslarına Takıntılı Olmaya Başladı?
Zeynep Senis Çevirmen/Yazar
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile haberdar olmak istiyorum.
Abone Ol
Arşiv
Yıl Seçiniz 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Ay Seçiniz Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık