Физикам удалось наблюдать четырехмерное явление — Код НЛО | UFO code

Ученые продемонстрировали возможность измерить влияние существующих в четырех измерениях физических феноменов на проводимые в трехмерном мире эксперименты.

Физикам удалось наблюдать четырехмерное явление

Физикам удалось наблюдать четырехмерное явление

Ученые продемонстрировали возможность измерить влияние существующих в четырех измерениях физических феноменов на проводимые в трехмерном мире эксперименты. Новые работы опираются на удостоенные Нобелевской премией по физике за 2016 год открытия и могут стать основой принципиально новых подходов к пониманию квантовой механики, а также построению теории квантовой гравитации. Статья европейского коллектива опубликована в журнале Nature.


Окружающий нас мир представляется обладающим тремя измерениями. Однако во многих физических теориях рассматриваются ситуации с большим количеством измерений: в общей теории относительности их четыре (три пространственных и одно временное, объединенные в один континуум), а в теории суперструн рассматривается 10 только пространственных независимых направлений. В новой работе физиков показывается возможность наблюдать влияние четырехмерных процессов на трехмерные эксперименты, что можно образно сравнить с отбрасыванием двумерной тени трехмерными объектами.

В работе физиков изучается система ультрахолодных атомов в двумерной оптической ловушке из лазерных лучей, создающей сверхрешетку — наложение двух периодических потенциалов с различающимися периодами. В такой конструкции появляется новый тип квантового эффекта Холла, который предсказывается для четырехмерных систем. Обычный эффект Холла появляется, когда заряженные частицы движутся в плоскости в присутствии магнитного поля. Поле действует на частицы силой Лоренца, которая отклоняет их в направлении, перпендикулярном движению. В результате появляется поперечная (относительно изначального направления движения) разность потенциалов, называемся холловским напряжением. В 1980 году Клаус фон Клитцинг показал, что при очень низких температурах и больших магнитных полях это напряжение может принимать только определенные значения — это открытие получило названием целочисленного квантового эффекта Холла.

В дальнейшем оказалось, что необходимым условием возникновения квантового эффекта Холла является именно двумерность системы, а ее конкретные физические свойства не так важны. Это связано с топологией квантово-механической волновой функции. Также можно доказать, что подобный эффект невозможен в трехмерных телах, так как перпендикулярное скорости направление не определено однозначно.

Последующие работы показали, что в случае четырех измерений должен существовать аналогичный эффект, для которого был предсказан ряд принципиально новых свойств, например, нелинейный холловский ток. Долгое время это оставалось теоретической моделью без возможности проверки в эксперименте. Однако в 2013 году физики выяснили, что четырехмерный эффект Холла можно почувствовать в специальной двумерной системе под названием топологические зарядовые насосы. Реализовать эту идею удалось только сейчас в специальной двумерной оптической сверхрешетке. В ней лучи различных длин волн вдоль одного направления направлялись под слегка разными углами, а вдоль другого форма оптического потенциала динамически изменялась посредством сдвига длины волны дополнительного лазера.

В результате атомы в подобной ловушке преимущественно двигаются вдоль направления с переменным потенциалом, причем квантовым образом, — это соответствует одномерной модели двумерного эффекта Холла. Однако одновременно с этим физики обнаружили постепенное смещение в поперечном направлении, хотя вдоль него потенциал оставался постоянным в течение всего эксперимента. Это движение соответствует нелинейному четырехмерному эффекту Холла. Точные измерения подтвердили квантовый характер движения атомов и в этом направлении, что показывает квантовую природу впервые продемонстрированного четырехмерного явления.

Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Подводные НЛО

Как будто понимая свое превосходство, загадочный объект даже не пытался скрыться и крутился около военных

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Авторизация

Поделиться ...