[ad_1]

یک درس جدید در مورد انتقال فاز و اهمیت آن

شکل انواع رفتارهای انتقال فاز در سیستم های هرمیتی و غیر هرمیتی را نشان می دهد. ستون های چپ و راست طیف های سیستم را در دو طرف انتقال نشان می دهند ، در حالی که ستون میانی طیف های میانی (بحرانی) را نشان می دهد. (الف) انتقال فاز هرمیتین معمولی شامل بستن طیف در امتداد یک خط واقعی است. (bd) در سیستمهای غیر هرمیتی ، انتقال فاز می تواند به روشهای مختلف در صفحه انرژی پیچیده صورت گیرد. در Critical Skin Effect ، طیف بحرانی میانی را نمی توان حتی در طیف قبل و بعد تغییر شکل داد. اعتبار: ارتباطات طبیعت

فیزیکدانان NUS یک رفتار نظری را کشف کرده اند که به عنوان “اثر حیاتی پوست” شناخته می شود و بر چگونگی تغییرات بین مراحل مختلف ماده تأثیر می گذارد.

انتقال فاز در جهان پیرامون ما همه جا وجود دارد و فرآیندهای رایج مانند انجماد و تبخیر را در بر می گیرد. مورد توجه ویژه ای است که انتقال فاز مرتبه دوم وجود دارد ، که در آن سیستم در نقطه گذار به حالت اصطلاحاً بحرانی می رسد ، که با دامنه طولانی و حساسیت شدید به تداخل مشخص می شود. یک مثال پارادایماتیک انتقال فرومغناطیسی است که در آن خوشه های چرخشی همبسته با کاهش دما با ادغام شدن در یک فاز مرتب شده ، بزرگتر و بزرگتر می شوند و تمام چرخش ها در یک جهت است. به دلیل جذابیت جهانی و شهودی ، مفهوم حساسیت به سایر حوزه ها نفوذ کرده است ، مانند مدل سازی شکست بازارهای مالی. به عنوان یک مفهوم نظری ، تفکر انتقادی همچنین از پیشرفت در موضوعات عمیق مانند نظریه میدان انطباق ، نفوذ و فراکتال الهام گرفته است.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور GONG Jiangbin و پروفسور LEE Ching Hua ، هر دو از گروه فیزیک ، نیویورک ، شکل جدیدی از رفتار انتقادی را کشف کردند که به آن “اثر بحرانی روی پوست” می گویند (شکل را ببینید). این یافته دامنه انتقال فاز حساس شناخته شده را به سیستمهای عدم تعادل گسترش می دهد ، که برخلاف سیستمهای تعادلی معمولی که با تکامل واحد زمان اداره می شود ، سیستمهای باز هستند که به دلیل فعل و انفعالات خارجی خود ، سود یا زیان را تجربه می کنند. اخیراً به طور گسترده ای شناخته شده است که سیستم های عدم تعادل می توانند تقویت مسافت طولانی را با هدف گیری چشمگیر تجربه کنند ، که این امر ماهیت کیفی سیستم را به پدیده جدیدی تغییر می دهد که به عنوان اثر پوستی غیر هرمیت (NHSE) شناخته می شود. این امر از تیم تحقیقاتی ، که شامل دکتر LI Linhu (که اخیراً به دانشگاه Sun Yat-sen (Zhuhai) ، چین پیوسته است) و آقای MU Sen (دانشجوی دکترا) ، تشویق کرده است که چگونه تعامل بین NHSE و شرایط بحرانی می تواند به یک فیزیک جدید منجر شود.

این تیم دریافت که در یک سیستم عدم تعادل ، حتی تغییر اندازه سیستم نیز می تواند تأثیر عمیقی بر وضعیت آن داشته باشد. به عنوان مثال ، یک سیستم می تواند عایق (دارای شکاف) در اندازه های کوچک باشد ، اما فلز (بدون ذره بین) در اندازه های بزرگتر. یا ممکن است برای برخی از اندازه های سیستم حالت های توپولوژیکی داشته باشد اما برای برخی دیگر این حالت ها وجود ندارد. این مشاهدات غیرالشخص است ، زیرا معمولاً انتظار نداریم که با معرفی سایتهای اضافی ماهیت کیفی دولت تغییر کند ، همانطور که اگر یک آهنربا را از وسط نصف کنیم نباید خود به خود از بین برود. علاوه بر این ، مفهوم محدودیت ترمودینامیکی اکنون مورد سوال است ، زیرا کلاس جدیدی از حالت ها وجود دارد که با افزایش نامحدود سیستم به طور مداوم تغییر خواهد کرد.

پروفسور لی ، که برای اولین بار نقاط را بین شواهد دیجیتالی به ظاهر متناقض وصل می کند ، توضیح می دهد: “اثر حیاتی پوست” باعث تغییر پارادایم در نحوه تفکر ما درباره رفتار انتقادی و نظم طولانی مدت می شود. وقتی اثرات عدم تعادل به تأثیرات طولانی مدت منجر می شود ، ما مجبور می شویم برخی از مفاهیم را که معمولاً مسلم تلقی می شوند ، مانند منطقه به اصطلاح عمومی شده بریلوئید ، دوباره تنظیم کنیم. ”

جالب توجه است ، برخلاف حالتهای بحرانی معمولی ، که تقریباً مترادف با پوسیدگی درجه فضایی هستند ، شرایط بحرانی پوستی حتی می توانند رفتاری بدون مقیاس از خود نشان دهند ، زیرا در فضا به شدت از بین می روند. آنها همچنین دارای رفتار پیچیدگی آنتروپی غیرمعمول هستند ، و باعث می شود رویکردهای معمول برای توصیف حالات بحرانی با مقیاس گذاری درهم تنیدگی آنتروپی آنها انجام شود.

پروفسور گونگ گفت: “در چند سال گذشته ، تحقیقات در مورد پدیده های غیر هرمیتی از دیدگاه فیزیک ماده تغلیظ شده به طور قابل توجهی افزایش یافته است. با توجه به اینکه اکنون حتی یک مفهوم شناخته شده از حالات بحرانی می تواند معانی جدیدی به خود بگیرد ، ما نمی توانیم تخیل خود را به موارد بعدی محدود کنیم. ”

فراتر از علاقه تئوریک ، این کشف برای شناسایی و تغییر برنامه های دستگاه نیز مهم است. به عنوان مثال ، یک مدار سنسور می تواند برای تشخیص انواع مختلف سیگنال ها برنامه ریزی شود زیرا طول موثر آن توسط سوئیچ ها متفاوت است. به عنوان اثبات اصل ، تیم در حال حاضر قصد دارد این نوع انتقال فاز حیاتی را از طریق مدارهای RLC الکترونیکی نشان دهد ، جایی که طیف دقیق را می توان با اندازه گیری امپدانس توپوالکتریک ترسیم کرد.


تصویر فیزیکی جدید منجر به مقیاس گذاری دقیق با اندازه محدود سیستم بحرانی O (n) 3 بعدی (3 + 1) می شود


اطلاعات بیشتر:
لینهو لی و همکاران اثر غیر هرمتیک حیاتی بر روی پوست ، ارتباطات طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41467-020-18917-4

تهیه شده توسط دانشگاه ملی سنگاپور

نقل قول: یک درس جدید درباره انتقال فاز و انتقاد (2020 ، 1 دسامبر) ، گرفته شده در تاریخ 1 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-lesson-phase-transitions-criticality.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir