فیزیکدانان، احتمال وجود حالت تازه‌ای از ماده به نام «مایع زمانی» را مطرح کرده‌اند که در آن ذرات با نظمی مشخص در زمان رفتار می‌کنند، بدون آنکه الگوی تکرارشونده آن برای همیشه حفظ شود.
همشهری آنلاین، فرخنده رفائی: یخ در هنگام ذوب شدن، نظم بلوری خود را از دست می‌دهد، اما مولکول‌های آن همچنان با همسایه‌های نزدیک خود تعامل دارند. گروهی از فیزیکدانان، این واقعیت علمی را به پدیده‌ای عجیب‌تر تعمیم داده‌اند: اگر نظمی که در طول زمان تکرار می‌شود، مانند یک بلور ذوب شود، چه اتفاقی می‌افتد؟ پاسخ احتمالی آنها حالتی از ماده است که در آن نظم زمانی تا حدی باقی می‌ماند، اما هماهنگی بلندمدت از بین می‌رود.
به گزارش ساینس‌آلرت، پژوهشگران مؤسسه ماکس پلانک برای فیزیک سامانه‌های پیچیده در آلمان، مدلی نظری برای حالتی از ماده ارائه کرده‌اند که آن را «مایع زمانی گسسته» نامیده‌اند. این پژوهش هنوز داوری علمی نشده و نتایج آن در پایگاه پیش‌چاپ arXiv منتشر شده است.
ایده این تحقیق به پدیده‌ای به نام «بلور زمانی» مربوط می‌شود. در بلورهای معمولی، ذرات الگویی منظم در فضا تشکیل می‌دهند؛ اما در بلور زمانی، رفتار سامانه در طول زمان با الگویی مشخص تکرار می‌شود. نوعی از این ساختارها که بلور زمانی گسسته نام دارد، می‌تواند با آهنگی متفاوت از محرک خارجی خود نوسان کند؛ برای مثال، با هر دو ضربان محرک، یک چرخه کامل را طی کند.
پژوهشگران به سرپرستی زو وانگ و ماریوس مایکل بررسی کردند که اگر محرک ایجادکننده این نظم، به‌جای ریتمی ثابت، دچار نوسان‌های نامنظم شود، چه اتفاقی می‌افتد. آنها در مدل رایانه‌ای خود، شبکه‌ای دوبعدی از اسپین‌ها را شبیه‌سازی کردند؛ اسپین‌ها را می‌توان مانند پیکان‌های مغناطیسی کوچکی تصور کرد که جهت‌گیری آنها بر رفتار سامانه اثر می‌گذارد. این شبکه با یک محفظه دارای میدان الکترومغناطیسی برهم‌کنش داشت.
نتایج شبیه‌سازی نشان داد که در شرایط مناسب، اسپین‌ها حتی زیر تأثیر نوسان‌های نامنظم نیز می‌توانند با آهنگی منظم، برابر با نصف فرکانس محفظه، تغییر کنند. با این حال، گاهی نظم آنها دچار وقفه می‌شود و سامانه میان دو الگوی تکرارشونده جابه‌جا می‌شود. محققان این اختلال‌ها را «سولیتون‌های زمانی» نامیده‌اند.
در این وضعیت، نظم در بازه‌های زمانی کوتاه حفظ می‌شود، اما هماهنگی کلی سامانه در طول زمان از بین می‌رود؛ رفتاری که به شباهت آن با آب مایع پس از ذوب شدن بلور یخ مربوط است. به بیان ساده‌تر، فیزیکدانان می‌گویند ممکن است حالتی از ماده وجود داشته باشد که ذرات آن حتی در میان بی‌نظمی، الگوی تکرارشونده‌ای در زمان حفظ کنند.
بیشتر بخوانید:
- فیزیکدان‌ها هشدار دادند | «سامانه آخرالزمان» در فضا در حال شکل‌گیری است
- کشف جدید فیزیکدانان | ذره ناشناخته‌ای که جهان را از نابودی نجات داد
- فرضیه ۱۸۰ ساله درباره «نور» اشتباه از آب درآمد!
نکته جالب دیگر اینکه در این مدل، افزایش دما ابتدا به شکل‌گیری نظم کمک می‌کند، اما گرمای بیش از حد آن را از بین می‌برد. با وجود این یافته‌ها، مایع زمانی هنوز در آزمایشگاه ساخته نشده است. در صورت تأیید تجربی، این مفهوم می‌تواند به درک بهتر رابطه میان نظم، آشفتگی و رفتار ماده در شرایط مختلف کمک کند.
مهم‌ترین دستاورد احتمالی این ایده، کمک به درک بهتر چگونگی شکل‌گیری نظم در دل آشفتگی است. پژوهشگران می‌خواهند بفهمند چطور یک سامانه می‌تواند با وجود نوسان‌ها و اختلال‌های محیطی، همچنان نوعی نظم را حفظ کند.
اگر وجود «مایع زمانی» در آزمایش‌ها تأیید شود، می‌تواند از چند جهت اهمیت داشته باشد:
شناخت بهتر قوانین حاکم بر ماده: کمک می‌کند بفهمیم نظم در سامانه‌های فیزیکی چگونه شکل می‌گیرد و در چه شرایطی از بین می‌رود.
درک بهتر رفتار ماده در شرایط ناپایدار: نشان می‌دهد آشفتگی همیشه نظم را نابود نمی‌کند و گاهی می‌تواند به شکل‌گیری آن کمک کند.
گسترش پژوهش درباره بلورهای زمانی: امکان بررسی شکل‌های تازه‌ای از نظم زمانی را فراهم می‌کند که با بلورهای زمانی شناخته‌شده تفاوت دارند.
این پژوهش درحال حاضر یک پیشنهاد نظری است و نه کشفی آزمایشگاهی با کاربرد عملی مشخص. هنوز نمی‌توان گفت مایع زمانی به ساخت فناوری تازه‌ای منجر خواهد شد. در صورت تأیید تجربی، مایع زمانی می‌تواند به فیزیکدانان کمک کند بفهمند چگونه نظم در سامانه‌های ناپایدار شکل می‌گیرد و چرا برخی الگوها حتی در میان آشفتگی‌ها دوام می‌آورند.
کد خبر 1081221 منبع: همشهری آنلاین
-
«مایع زمانی» | فیزیکدانان می‌گویند شکل چهارمی از ماده وجود دارد
-
هشدار آمریکا به کشورهای عربی درباره احتمال حمله به ایران | برای یک عملیات کوتاه و شدید علیه ایران آماده شوید
-
همسر نتانیاهو: همه ما خواهیم مُرد!
-
ابراز نگرانی دوباره درباره ایران و ۴۴۰کیلوگرم اورانیوم غنی شده | گروسی: هیچ نشانه‌ای مبنی بر بازسازی تأسیسات هسته‌ای آسیب‌دیده ایران وجود ندارد
-
هشدار مرگ به رقیب نتانیاهو + عکس| آیزنکوت وارد لیست حذف جنبش مسلحانه یحیی شد
-
احتمال تشکیل کابینه اسرائیل به ریاست آیزنکوت؛ شکست سنگین نتانیاهو
-
ترامپ: انتظار داشتم با حمله به ایران قیمت بنزین ۳ برابر شود! | داریم به این فکر می‌کنیم که نام تنگه هرمز را به تنگه ترامپ تغییر دهیم!
-
بن‌بست انتخاباتی در اسرائیل؛ نه نتانیاهو و نه آیزنکوت اکثریت ندارند
-
فوری| نتایج اولیه انتخابات اسرائیل؛ نتانیاهو پیشتاز است اما… | ۴سناریوی اصلی برای تشکیل کابینه آینده
-
تصویر جالب از اختلاف قد چشمگیر رئیس جمهور موزامبیک با پوتین
-
هشدار مرگ به رقیب نتانیاهو + عکس| آیزنکوت وارد لیست حذف جنبش مسلحانه یحیی شد
-
از گروه هم نمی‌توانیم صعود کنیم چه برسد به قهرمانی! | هواداران نگران نباشند تاجرنیا هنوز نفر اول باشگاه است
-
بزرگ‌ترین کارخانه تولید کود هدف پهپاد قرار گرفت | توقف عبور محموله‌های کود شیمیایی از تنگه هرمز
-
فوری | بحرین اجازه ورود ۲ لژیونر ایرانی به خاکش را نداد
-
مجازات جدید پلیس راهور برای یک تخلف خاص ؛ ابطال گواهینامه!
-
حکم اماراتی ها علیه ملی‌پوش ایران به دلیل ورود غیرقانونی
-
قرعه سخت؛ برخورد سریع حسن یزدانی با آرش یوشیدا | مصاف کامران قاسمپور با قهرمان المپیک در دور اول
-
یک ایرانی به دنبال ترور مقامات کشور همسایه؟ | واکنش سفارت ایران