Физика

Ученые находят группу практически бессмертных частиц

Ученые находят группу практически бессмертных частиц

Ничто не вечно, ни люди, ни Земля, ни планеты, ни звезды, возможно, даже сама Вселенная не вечна. Однако ученые, возможно, обнаружили исключение, которое происходит из квантового мира: квазичастицы. Эти странные объекты могут быть бессмертными.

Многие частицы распадаются, то есть превращаются в одну или несколько частиц, отличных от исходных. Даже квазичастицы проходя этот эффект, но это не важно; после того, как они распались, они в состоянии воссоздать себя, потенциально до бесконечности.

Кажется, это противоречит второму закону термодинамики, который гласит, что энтропия в изолированной системе может только возрастать. Это означает, что обычно продукты распада не могут перестраиваться, чтобы создать исходную частицу.

Как и во многих законах классической физики, квантовая механика предлагает лазейки для этих ограничений. Квазичастицы – это не частицы, как мы привыкли думать о них, это частицы, которые «суммируют» динамику более сложной системы со многими взаимодействующими телами.

“До сих пор предполагалось, что квазичастицы во взаимодействующих квантовых системах распадаются через определенное время”, – сказал физик Франк Поллман из Технического университета Мюнхена еще в июне 2019 года. “Теперь мы знаем, что происходит обратное: сильные взаимодействия могут даже полностью прекратить распад”.

Квазичастицы – это не частицы, как мы обычно думаем о них, как электроны и кварки. Скорее, это возмущения или возбуждения в твердом теле, вызванные электрическими или магнитными силами, которые в совокупности ведут себя как частицы.

Фононы – дискретные единицы колебательной энергии, которые колеблются, например, в атомах кристаллической решетки – часто классифицируются как квазичастицы, как и поляроны , электроны, захваченные в решетке, окруженной облаком поляризации.

Исследователи, участвовавшие в этом исследовании, разработали численную модель для расчета взаимодействий между квазичастицами, их моделирование воспроизводило распады.

“Результаты моделирования допускают распад квазичастиц, однако из останков появляется идентичная новая частица”, – объясняет физик Рубен Верресен из Технического университета Мюнхена и Института физики сложных систем им. Макса Планка. “Если распад – очень быстрый процесс, обратная реакция произойдет через определенный период, и останки снова соберутся вместе. Этот процесс может происходить бесконечно, и возникает колебание между распадом и возрождением”.

Физики отмечают, что это, в конце концов, не нарушает второй принцип термодинамики. Это потому, что колебание – это волна, которая превращается в материю и предсказывается дуализмом квантовой механики волна-частица. Энтропия не уменьшается, но остается постоянной. Это странный факт, но он явно не нарушает никаких физических законов.

Хотя эта работа в настоящее время носит только теоретический характер, исследователи считают, что это бессмертие можно использовать для создания очень долговечных систем памяти для использования с квантовыми компьютерами.

Источник: sciencealert

По материалам

new-science.ru

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть