เป็นครั้งแรกที่ทีมนักฟิสิกส์ได้สังเกตโครงสร้างเชิงกลควอนตัมที่เรียกว่า Weyl loops ซึ่งเชื่อมโยงกันเป็นสายโซ่ โครงสร้างเหล่านี้ซึ่งเกิดจากสถานะควอนตัมของอิเล็กตรอนในผลึกโคบอลต์แมงกานีสแกลเลียม (Co 2 MnGa) มีโทโพโลยีใหม่และต้องอธิบายโดยใช้ทฤษฎีปม ทีมงานกล่าวว่าทฤษฎีเดียวกันนี้สามารถช่วยอธิบายพฤติกรรมควอนตัมอื่นๆ ด้วยการใช้งานที่เป็นไปได้รวมถึงตัวนำโทโพโลยี
ตัวนำยิ่งยวด
และแม้แต่บิตควอนตัมโทโพโลยีเป็นสาขาหนึ่งของคณิตศาสตร์ที่ถือว่าวัตถุสองชิ้นมีค่าเท่ากัน หากพวกมันสามารถเปลี่ยนรูปร่างเข้าหากันอย่างต่อเนื่องโดยการดัด บิด ยืดหรือหด (แต่ไม่สามารถฉีกหรือตัดได้) ในเฟรมเวิร์กนี้ วงกลมมีค่าเทียบเท่ากับวงรีในทางทอพอโลยี และโดนัทมีค่าเท่ากับแก้วกาแฟ
เนื่องจากวัตถุในทั้งสองคู่สามารถเปลี่ยนรูปเข้าหากันได้โดยการยืดออกโทโพโลยียังมีอยู่ในสเกลควอนตัม และนักฟิสิกส์ที่นำแห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในสหรัฐอเมริกาได้ศึกษาปรากฏการณ์ทอพอโลยีที่เกี่ยวข้องกับรูปร่างของฟังก์ชันคลื่นของอิเล็กตรอน การศึกษาเหล่านี้นำมาสู่วงจร
ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นอนุภาคไร้มวลที่ทำนายครั้งแรกในปี 1929 โดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี เพื่อเป็นคำตอบของสมการ Diracเลขเชื่อมโยงทางคณิตศาสตร์ในปี 2019 และเพื่อนร่วมงานได้สังเกตการวนลูปของ Weyl ใน Co 2 MnGaซึ่งแสดงให้เห็นว่าวัสดุดังกล่าวมีพฤติกรรมผิดปกติ
เมื่อมีสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก พวกเขายังค้นพบว่าพฤติกรรมที่ผิดปกตินี้ยังคงมีอยู่จนถึงอุณหภูมิห้องในการศึกษาล่าสุดซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Natureทีมงานได้ใช้โฟโตเอมิชันสเปกโทรสโกปีแบบปรับมุมด้วยรังสีเอกซ์แบบอ่อน เพื่อพบว่าโทโพโลยีของลูป Weyl ใน Co 2 MnGa แตกต่างจากการคดเคี้ยว
ของฟังก์ชันคลื่นที่ทำนายโดยทฤษฎีทอพอโลยีทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สถานะควอนตัมประกอบด้วยวงจรเชื่อมโยง ซึ่งก่อนหน้านี้มีการกล่าวถึงเพียงเล็กน้อยในการศึกษาเรื่องควอนตัมเชิงทอพอโลยี นอกจากนี้ ทีมงานสังเกตว่าลูป Weyl ที่เชื่อมโยงนั้นใช้การกำหนดค่าที่หมายเลขเชื่อมโยง
ทางคณิตศาสตร์
แบบดั้งเดิมหรือที่เรียกว่าหมายเลขเชื่อมโยงพีชคณิตนั้นขัดแย้งกันเท่ากับศูนย์“เพื่อไขปริศนานี้ เราตัดสินใจขุดลึกลงไปในโทโพโลยีทางคณิตศาสตร์ และพบหมายเลขเชื่อมโยงที่รู้จักกันน้อย ซึ่งเรียกว่าหมายเลขเชื่อมโยงทางเรขาคณิต ซึ่งอธิบายลูป Weyl ที่เชื่อมโยงของเราใน Co 2 MnGa” อธิบาย
ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลการทดลองโดยใช้หมายเลขการเชื่อมโยงทางเรขาคณิตนี้ ทีมงานค้นพบว่าวัสดุเช่น Co 2 MnGa สามารถโฮสต์ลูป Weyl หลายอันที่เชื่อมโยงและผูกเป็นปมในรูปแบบต่างๆ รวมถึงสิ่งที่อธิบายว่าเป็น ตัวเองและห่อหุ้มด้วยพรูมิติที่สูงกว่า””เราได้ตระหนักว่าบางแง่มุมของทฤษฎี
ปมมีพลังมากในการอธิบายคุณสมบัติควอนตัมของวัสดุเชิงทอพอโลยีที่ไม่เคยเข้าใจมาก่อน” เขากล่าว “นี่เป็นตัวอย่างแรกที่เรารู้ว่าทฤษฎีปมถูกนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมของแม่เหล็กเชิงทอพอโลยี”โฮสต์คริสตัลอื่น ๆ สามารถเชื่อมโยงลูป Weyl ได้หรือไม่?ฮาซันเสริมว่าการสังเกตและการวิเคราะห์ใหม่
ทำให้เกิดคำถามหลายข้อ ตัวอย่างเช่น คริสตัลนอกเหนือจาก Co 2 MnGa สามารถโฮสต์ลูป Weyl ที่เชื่อมโยงได้หรือไม่ “สัญชาตญาณแนะนำว่าควรมีวัสดุจำนวนมากที่รอการค้นพบ” สมาชิกทีมงานต้องการหาวัสดุที่มีตัวเลขเชื่อมโยงพีชคณิตที่ไม่เป็นศูนย์เป็นพิเศษ กล่าว และเสริมว่าผลลัพธ์ที่ได้
แสดงถึงความท้าทายที่ยาวนานสำหรับนักฟิสิกส์ และโดยทั่วไปคิดว่าจำเป็นต้องมีการทำงานร่วมกันของขั้นตอนที่ละเอียดอ่อนของสสาร เช่น ตัวนำยิ่งยวด และเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์” เขาอธิบาย “การจัดการห่วง Weyl ที่เชื่อมโยงในโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของคริสตัลอาจเป็นทางเลือกที่ง่าย
สำหรับสวีนีย์ ขอบเขตของการเพิ่มความแม่นยำของแบบจำลองมีอยู่เสมอ ไม่ว่าจะด้วยการให้ข้อมูลการทดลองเพิ่มเติมหรือการรวมแบบจำลองของกลไกทางชีววิทยาที่ซับซ้อนอื่นๆ ให้มากขึ้น “การแลกเปลี่ยนที่อาจเกิดขึ้นคือระหว่างความถูกต้องของแบบจำลองและจำนวนข้อมูลการทดลองที่มี” เขากล่าว
“อีกนัยหนึ่ง
ข้อมูลเพิ่มเติมจะทำให้โมเดลมีความแม่นยำมากขึ้นหรือทำให้ข้อมูลเชิงประจักษ์เกินพอดีหรือไม่”แท้จริงแล้ว นี่คือข้อแม้ที่ทุกรุ่นต้องเผชิญ: ความจำเป็นในการรักษาสมดุลระหว่างความแม่นยำกับความเรียบง่าย หากแบบจำลองอาศัยข้อมูลที่พัฒนามามากเกินไป การคาดคะเนสำหรับชุดข้อมูลอื่นอาจไม่ถูกต้อง
ปัญหาของการใช้มากเกินไป หมายถึง ในทางกลับกัน การพัฒนาแบบจำลองที่เป็นพื้นฐานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยพึ่งพาข้อมูลหรือลักษณะเฉพาะของผู้ป่วยเพียงเล็กน้อย ยังสามารถให้ผลการคาดการณ์ที่ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากวิธีการแบบจุดประสงค์ของโมเดลเป็นตัวกำหนดว่าควรเน้นที่ใด
แม้ว่าความเรียบง่ายมักจะได้รับความนิยม ดังนั้น โฟกัสจึงเปลี่ยนกลับไปที่ความสำคัญของการระบุปัญหาที่โมเดลกำลังแก้ไขตั้งแต่แรกอย่างแม่นยำ “คุณต้องการให้โมเดลขั้นต่ำสามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างถูกต้อง” ลามาตาสรุปการออกแบบเทคโนโลยีใหม่ๆการเผชิญหน้าการคาดการณ์
ของแบบจำลองกับความเป็นจริงยังคงเป็นวิธีการตรวจสอบที่รวดเร็วที่สุด แม้ว่าวิธีนี้สามารถทำได้เร็วกว่าในบางฟิลด์ ใช้วัสดุชีวภาพ ซึ่งในแบบจำลองซิลิโกช่วยให้เราเข้าใจว่าโมเลกุลมีพฤติกรรมและมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมอย่างไร ซึ่งสามารถจำลองได้อย่างรวดเร็วในหลอดทดลอง
ตัวอย่างเช่น ที่มหาวิทยาลัยนอตติงแฮมในสหราชอาณาจักร วิศวกรชีวภาพ และกลุ่ม ของเขา ใช้การสร้างแบบจำลองเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาวัสดุนวัตกรรมและการบำบัดสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อและเวชศาสตร์ฟื้นฟู “การจำลองไดนามิกของโมเลกุลเป็นกุญแจสำคัญในการอธิบายกลไกที่โมเลกุลรวมตัวกัน” Mata อธิบาย “สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถแปลส่วนประกอบเหล่านั้น
แนะนำ 666slotclub / hob66
