Gravitations afvigelse fra begyndelsen af universet, som kan iagttages på Jorden

0
63

IBM Researchers have observed a gravitational anomaly in a crystal, which was normally believed to only ...

IBM-Forskere har observeret en gravitationel anomali i en krystal, som var normalt menes kun at forekomme i eksotiske noget i det dybe rum eller lige efter Big Bang

(Credit: IBM Research)

Da universet var bare et par mikrosekunder gamle, det eksisterede som en mærkelig soupy stof, der kaldes kvark-gluon plasma (QGP), som udstiller en lang række usædvanlige kvantemekaniske effekter. Nu, for første gang, IBM-forskere har observeret en gravitationel anomali i jordiske materialer, der var tidligere kun troede at forekomme i QGP i dybe rum eller lige efter Big Bang.

Verden af klassisk fysik er underlagt lovgivningen i bevaring, angiver, at en måling som energi eller masse i et system ikke kan ændre mængden, selv om det kan ændre form. Men eksotiske typer af spørgsmål, som QGP, kan udstille kvantemekaniske effekter, der kaster disse love ud af vinduet.

Disse eksotiske materialer, der er smedet i smeltediglen af Big Bang eller høj energi partikelacceleratorer, blev anset for at være de eneste steder, sådan kvantefænomener kan forekomme. Men nu IBM-forskere har observeret en quantum effekt kaldes en aksial-gravitationel anomali i et nyligt opdaget materialer kaldes Weyl semimetals.

Elektronerne i disse krystaller er opdelt i to grupper i henhold til retningen af deres spin, og der er normalt et lige antal af hver type af elektron. Men når forskerne efterlignede et tyngdefelt ved at indføre en temperaturgradient, fandt de, at quantum anomalier rod med denne symmetri ved at ændre elektroner fra den ene type til den anden, og vice versa. Det er første gang, at denne gravitationelle anomali er blevet observeret under normale omstændigheder her på Jorden.

Dr. Karl Landsteiner, co-forfatter af papiret, med et diagram, der forklarer at finde

(Credit: IBM Research)

“Dette er et utroligt spændende opdagelse,” siger Karl Landsteiner, co-forfatter af papiret. “Vi kan helt klart konkludere, at den samme brud på symmetri kan observeres i et fysisk system, uanset om det fandt sted i begyndelsen af universet, eller som det sker i dag, lige her på Jorden.”

Weyl semimetals er solid state krystaller, så for at finde disse anomalier på arbejde inde i dem har konsekvenser for elektronik bygget på solid state physics.

“For første gang, har vi eksperimentelt observeret dette grundlæggende quantum anomali på Jorden, som er ekstremt vigtigt i retning af vores forståelse af universet,” siger Johannes Gooth, ledende forfatter af papiret. “Vi kan nu bygge nye solid-state-enheder, der er baseret på denne anomali, der har aldrig været overvejet før til potentielt at omgå nogle af de problemer, der ligger i den klassiske elektroniske enheder, såsom transistorer.”

Den forskning, der blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.

Kilde: IBM [1],[2]