StiintaAnaliza tehnica

Salt cuantic: Oameni de știință simulează apariția materiei din energie pură

Publicat
RRedactia ElectricBuzz
Salt cuantic: Oameni de știință simulează apariția materiei din energie pură
3 min de citit545 cuvinteRedactia ElectricBuzz

Pe scurt

“Cercetătorii au utilizat un simulator cuantic cu ioni captați pentru a observa fizica fundamentală a „ruperii corzilor”, un fenomen care oglindește modul în care s-a format materia în universul timpuriu.”

Replicarea zorilor timpului

Într-un experiment revoluționar care creează o punte între calculul atomic și cosmologia de înaltă energie, o echipă condusă de Duke Quantum Center (DQC) a reușit să simuleze procesul cunoscut sub numele de „rupere a corzilor” (string breaking). Utilizând un simulator cuantic cu 13 ioni, cercetătorii au reușit să observe particule care „apar” practic din neant, o dinamică fizică ce oferă o perspectivă rară asupra condițiilor extreme care au existat imediat după Big Bang.

Studiul, publicat în Nature Physics, subliniază capacitatea tot mai mare a calculatoarelor cuantice cu ioni captați de a rezolva probleme complexe din fizica fundamentală. În timp ce fenomene precum ruperea corzilor necesită niveluri imense de energie, întâlnite de obicei doar în acceleratoarele de particule precum Large Hadron Collider, această platformă cuantică permite observarea precisă și controlată a acestor dinamici la o scară mult mai gestionabilă.

Înțelegerea cuarcilor și a ruperii corzilor

În centrul cercetării se află comportamentul cuarcilor, blocurile fundamentale ale materiei care alcătuiesc protonii și neutronii. În lumea fizică, cuarcii nu se găsesc niciodată izolați, deoarece sunt menținuți împreună de o forță care acționează ca o „coardă”. Pe măsură ce oamenii de știință îndepărtează acești cuarci, energia din „coardă” crește până când atinge punctul de rupere.

Conform celebrei ecuații a lui Einstein, E=mc², această acumulare masivă de energie nu dispare pur și simplu când coarda se rupe. În schimb, acea energie se transformă direct în masă, creând noi perechi particulă-antiparticulă. Această „apariție din neant” este piatra de temelie a modului în care universul timpuriu a făcut tranziția de la energie pură la materia pe care o vedem astăzi. Codificând acest model într-un lanț de 13 ioni captați și utilizând impulsuri laser sincronizate cu precizie, cercetătorii au creat un mediu în care au putut manipula stările energetice pentru a oglindi această transformare subatomică.

De ce este important

  • Superioritate cuantică: Deși rezultatele actuale au fost verificate de computere clasice, experimentul demonstrează o cale către simulări care vor depăși în cele din urmă capacitatea chiar și a celor mai puternice supercomputere din lume.
  • Perspectivă cosmologică: Prin simularea fizicii din afara stării de echilibru, cercetătorii pot „derula” filmul universului, testând teorii despre modul în care materia a evoluat în secundele de după Big Bang.
  • Diversificarea hardware-ului: Cercetarea servește drept punct de referință major pentru domeniul cuantic, demonstrând că diferite platforme — inclusiv ioni captați, circuite supraconductoare și atomi neutri — pot converge către aceleași adevăruri fizice.

Viitorul simulării cuantice

Succesul echipei conduse de Duke, care a inclus colaboratori de la UMD, Oxford, Caltech și alte instituții prestigioase, marchează o schimbare în modul în care abordăm fizica particulelor. Prin utilizarea unei abordări de tip „laborator pe un cip”, oamenii de știință nu mai trebuie să se bazeze exclusiv pe experimente de coliziune masive, care costă miliarde de dolari, pentru a studia dinamica subatomică. În schimb, pot programa hardware-ul cuantic să se comporte conform legilor universului timpuriu.

Pe măsură ce aceste simulatoare cuantice cresc în dimensiune și complexitate, cercetătorii cred că vor putea investiga fenomene care rămân imposibil de replicat în orice laborator terestru. Nu este vorba doar despre recrearea trecutului, ci despre crearea unui nou set de instrumente care le permite fizicienilor să testeze limitele Modelului Standard și, eventual, să descopere noi legi fizice care guvernează comportamentul materiei la cel mai fundamental nivel.

SPONSORED
The 5 Best Over-Ear ANC Headphones of 2026, Tested & Ranked
Ghid Cumpărături Recomandat
92/100
Tech si Gadgeturi•12 min de citit

The 5 Best Over-Ear ANC Headphones of 2026, Tested & Ranked

We locked five over-ear ANC picks for 2026 — Sony WH-1000XM6, Bose QuietComfort Ultra 2, Soundcore Space One, Sennheiser Momentum 5, and Apple AirPods Max 2 — then stress-tested them on lab metrics, long-term owner truth, and live street prices.

Articole similare

Articole asemanatoare, ordonate semantic dupa subiect si actualitate.

Un nou rudiment bizar al calmarilor, descoperit în depozite jurasice
Stiinta

Un nou rudiment bizar al calmarilor, descoperit în depozite jurasice

Paleontologii au identificat Wyoteuthis linsterorum, un prădător jurasic neobișnuit de robust care schimbă înțelegerea noastră despre evoluția cefalopodelor marine antice.

Criza de sănătate ignorată: cum afectează uraganele persoanele vârstnice dependente de echipamente medicale
Stiinta

Criza de sănătate ignorată: cum afectează uraganele persoanele vârstnice dependente de echipamente medicale

Cercetări recente scot la iveală consecințele grave pe termen lung asupra sănătății pacienților vârstnici care depind de dispozitive medicale electrice în urma inundațiilor și a fenomenelor meteorologice extreme.

Creierul predictiv: cum validează neuroștiința modernă teoria freudiană
Stiinta

Creierul predictiv: cum validează neuroștiința modernă teoria freudiană

O analiză revoluționară sugerează că creierul uman funcționează ca o „mașină de predicție”, validând concepte psihanalitice propuse de Sigmund Freud în urmă cu peste un secol.

Dezvăluirea misterului: de ce imunoterapia oncologică poate declanșa artrita recurentă
Stiinta

Dezvăluirea misterului: de ce imunoterapia oncologică poate declanșa artrita recurentă

Cercetări recente indică faptul că mecanismul de memorie al sistemului imunitar ar putea fi responsabil pentru artrita dureroasă și recurentă care apare uneori la pacienții supuși imunoterapiei pentru cancer.

Noua galerie galactică NASA dezvăluie haosul cosmosului
Stiinta

Noua galerie galactică NASA dezvăluie haosul cosmosului

O colecție spectaculoasă de 16 imagini cu galaxii îmbină datele de la observatoarele Chandra, Webb și Hubble pentru a scoate la iveală forțele violente și invizibile care guvernează universul.

Progres în domeniul cuantic: cercetătorii ating „limita Fourier” pe suprafețele moleculare
Stiinta

Progres în domeniul cuantic: cercetătorii ating „limita Fourier” pe suprafețele moleculare

Cercetătorii de la Institutul Max Planck au reușit să stabilizeze molecule individuale pe o suprafață, atingând limita teoretică supremă pentru coerența cuantică.

Bariera comunicării: de ce hărțile meteo îmbunătățite nu reușesc să schimbe comportamentul în caz de uragan
Stiinta

Bariera comunicării: de ce hărțile meteo îmbunătățite nu reușesc să schimbe comportamentul în caz de uragan

Cercetări recente de la Florida State University sugerează că, deși graficele de prognoză a uraganelor devin din ce în ce mai precise, acestea nu motivează publicul să adopte măsurile de siguranță necesare.

Depășirea barierelor realității: Cum VR și dispozitivele purtabile transformă îngrijirea pacienților cu Parkinson
Stiinta

Depășirea barierelor realității: Cum VR și dispozitivele purtabile transformă îngrijirea pacienților cu Parkinson

Cercetătorii de la Universitatea Lehigh utilizează realitatea virtuală și senzori purtabili pentru a descifra dificultățile de mers cauzate de Parkinson și pentru a personaliza reabilitarea pacienților.