شیء عجیب کوانتومی به نام «دیوار دامنه» برای اولین بار در آزمایشگاه ساخته شد

محققان دانشگاه شیکاگو توانستند شیء کوانتومی جدیدی به نام «دیوار دامنه» (Domain Walls) در آزمایشگاه بسازند. این کشف جدید به آن‌ها کمک می‌کند تا ذرات کوانتومی را بهتر بشناسند و به فناوری‌های جدیدی مثل حافظه کوانتومی و لوازم الکترونیکی کوانتومی دست پیدا کنند.

در این مطالعه که در زمینه سیستم‌های کوانتومی جدید انجام شد، محققان در آزمایشی متوجه شدند که در دماهای بسیار پایین اتفاقی برای اتم‌ها می‌افتد. تحت شرایط خاصی اتم‌ها به دامنه‌های جداگانه تقسیم می‌شوند و در محل تقاطع این گروه‌ها دیوارهایی شکل می‌گیرد. در این آزمایش مشخص شد که این دیوار دامنه‌ مثل شیء کوانتومی مستقل رفتار می‌کند.

محققان این شیء را به یک تپه رمل تشبیه کردند که دانه‌های شن جداگانه دارد، اما خود تپه رفتار کاملا متفاوتی از دانه‌های شن دارد. قبلا نیز مطالعاتی درباره این دیوار دامنه‌ها انجام شده بود، اما تاکنون کسی نتوانسته بود آن‌ها را در حالت پایدار ایجاد و بررسی کند.

ساخت دیوار دامنه

فزیکدانان دانشگاه شیکاگو با تولید دیوار دامنه پایدار و بررسی آن رفتارهای عجیبی از آن دیدند. تاکنون تجربیات زیادی در کنترل اتم‌ها به دست آمده و محققان می‌دانند که وقتی اتمی را به سمت راست حرکت دهند، به راست حرکت می‌کند. اما اینجا کاملا برعکس بود. آن‌ها وقتی دیوار دامنه را به سمت راست هدایت کردند، دیوار به چپ حرکت کرد.

این رفتار بخشی از پدیده «برآمدگی» (Emergent) شناخته می‌شود که ذرات در سیستم پیچیده‌ای به حالت خاصی در می‌آیند، از قوانین فیزیکی جدیدی پیروی می‌کنند و در واقع خودسازماندهی می‌کنند. این آزمایشگاه پدیده‌های برآمدگی را مطالعه می‌کند و امیدوار است تا قوانین نظریه پیمانه دینامیکی که بخشی از نظریه میدان (Field Theory) است را متوجه شود.

محققان احتمال می‌دهند که پدیده برآمدگی همان چیزی باشد که اولین ذرات سیارات، ستاره‌ها و کهکشان‌ها را در کنار هم جمع می‌کند و در نهایت منجر به شکل‌گیری آن‌ها می‌شود. به علاوه، مطالعه بیشتر روی این پدیده می‌تواند به فناوری‌های جدیدی منجر شود. احتمالا این پدیده کاربردهای زیادی در تولید پردازنده‌های کوانتومی داشته باشد و می‌تواند مسیر ما را به سمت تولید رایانه‌های کوانتومی باز کند.