Strange Matter چیست؟

حتی با توجه به معیارهای فیزیکدانان کوانتوم ، فلزات عجیب و غریب کاملاً عجیب و غریب هستند. این مواد مربوط به ابررساناهای دمای بالا هستند و ارتباطات شگفت انگیزی با خصوصیات سیاهچاله ها دارند. الکترونهای موجود در فلزات عجیب و غریب انرژی را به همان سرعتی که طبق قوانین مکانیک کوانتوم اجازه داده می شود ، پراکنده می کنند و مقاومت الکتریکی فلز عجیب ، برخلاف فلزات معمولی ، متناسب با دما است.ایجاد درک نظری از فلزات عجیب و غریب یکی از بزرگترین چالش ها در فیزیک ماده چگال است. فلزات عجیب و غریب حالت جدیدی از ماده هستند ،
این واقعیت كه ما آنها را فلزات عجیب می نامیم باید به شما نشان دهد كه ما چقدر خوب آنها را می فهمیم." "فلزات عجیب و غریب دارای ویژگی های قابل توجهی با سیاهچاله ها هستند ، و مسیرهای جدید هیجان انگیزی را برای فیزیک نظری باز می کنند."
مایعات چرخشی شیشه ای فلزی
نموداری که حالتهای مختلف ماده را به عنوان تابعی از دما ، T و قدرت برهم کنش ، U نشان می دهد (تا دامنه ، t ، الکترونهایی که بین سایتها قرار می گیرند نرمال می شود). فلزات عجیب و غریب در رژیمی جدا می شوند که یک شیشه چرخشی فلزی و یک مایع فرمی را جدا می کند.تصویر
در جهان مکانیک کوانتوم ، مقاومت الکتریکی یک محصول جانبی از الکترون است که به چیزهایی برخورد می کند. الکترونها از طریق فلز عبور می کنند ، از الکترونها یا ناخالصی های دیگر فلز برمی خیزند. هرچه زمان بیشتری بین این برخوردها وجود داشته باشد ، مقاومت الکتریکی ماده کاهش می یابد.
برای فلزات معمولی ، به دنبال یک معادله پیچیده ، مقاومت الکتریکی با افزایش دما افزایش می یابد. اما در موارد غیرمعمول ، مانند زمانی که ابررسانای با دمای بالا دقیقاً بالای نقطه ای از توقف ابررسانا گرم می شود ، معادله بسیار ساده تر می شود. در یک فلز عجیب ، رسانایی الکتریکی مستقیماً با دما و دو ثابت اساسی جهان ارتباط دارد: ثابت پلانک و ثابت بولتزمن. در نتیجه ، فلزات عجیب و غریب به عنوان فلزات پلانکی نیز شناخته می شوند.
مدل های فلزات عجیب و غریب برای دهه ها وجود داشته است ، اما با دقت حل چنین مدل هایی با روش های موجود دور از دسترس است. درهم آمیختگی کوانتومی بین الکترون ها بدین معناست که فیزیکدانان نمی توانند الکترون ها را به صورت جداگانه درمان کنند و تعداد زیاد ذرات موجود در یک ماده باعث محاسبات بیشتر می شود.
چا و همکارانش از دو روش مختلف برای حل مشکل استفاده کردند. ابتدا آنها از روش تعبیه کوانتوم بر اساس ایده های توسعه یافته توسط ژرژ در اوایل دهه 90 استفاده کردند. با این روش ، به جای انجام محاسبات دقیق در کل سیستم کوانتومی ، فیزیکدانان محاسبات دقیق را فقط روی چند اتم انجام می دهند و بقیه سیستم را به سادگی درمان می کنند. آنها سپس از الگوریتم کوانتومی مونت کارلو (نامگذاری شده برای کازینو مدیترانه) ، که با استفاده از نمونه گیری تصادفی پاسخ یک مسئله را محاسبه می کند. محققان مدل فلزات عجیب و غریب را تا صفر مطلق (منفی 273.15 درجه سانتیگراد ) ، حد پایین پایین تر برای دمای جهان ، حل کردند.
مدل نظری حاصل ، وجود فلزات عجیب و غریب را به عنوان حالت جدیدی از مواد حاشیه دو مرحله از ماده ای که قبلاً شناخته شده بود ، آشکار می کند: عایق های چرخشی عایق Mott و مایعات فرمی. کیم می گوید: "ما فهمیدیم که یک کل منطقه در فاز وجود دارد که یک رفتار پلانکی را نشان می دهد و متعلق به هیچ یک از دو مرحله ای نیست که ما در حال انتقال هستیم." "این حالت مایع چرخش کوانتومی خیلی قفل نشده است ، اما همچنین کاملاً آزاد نیست. این یک حالت تنبل ، شور و شل است. این فلز است اما اکراه فلزی است و درجه هرج و مرج را به مرز مکانیک کوانتوم می رساند. "
کار جدید می تواند به فیزیکدانان کمک کند تا فیزیک ابررساناهای دمای بالاتر را درک کنند. شاید جای تعجب باشد که این اثر پیوندهایی با اخترفیزیک دارد. مانند فلزات عجیب و غریب ، سیاهچاله ها خصوصیاتی را نشان می دهند که فقط به دما و ثابت های پلانک و بولتزمن بستگی دارد ، مانند مدت زمان "حلقه" سیاه چاله پس از ادغام با سیاهچاله دیگر . پاركولت می گوید: "این واقعیت كه شما در همه این سیستم های مختلف ، از فلزات پلانكی گرفته تا سیاهچاله ها ، همین مقیاس بندی را پیدا می كنید ، جالب است."