Naučnici fotografisali misterioznu četvrtu dimenziju!

Veliko naučno otkriće su pronašla dva odvojena istraživačka tima koja su imala uvid u „četvrtu dimenziju“ Otkako je Albert Ajnštajn razvio teoriju relativiteta 1905. godine, četvrta dimenzija je uglavnom značila vreme….

Ali, dva tima, u SAD i još jedan u Evropi, pokazali su postojanje četvrte prostorne dimenzije.

Mihail Rajhtman sa Državnog univerziteta Pensilvanije je rekao: „Fizički, nemamo 4D prostorni sitem, ali možemo pristupiti 4D kvantnoj Holovoj fizici koristeći ovaj niži-dimenzionalni sistem, jer je viši-dimenzionalni sistem kodiran u složenost strukture“.

„Možda možemo nadoći na novu fiziku u višoj dimenziji, a zatim dizajnirati uređaje koji koriste višu-dimenzionalnu fiziku u nižim dimenzijama.“

Laički rečeno, 3D objekti bacaju 2D senku, tako da 4D objekti treba da bacaju 3D senke, čak i ako je 4D objekat nezamisliv.

Dva tima su stvorila dva prilagođena, dvodimenzionalna eksperimenta kako bi generisali primer kvantnog Holovog efekta, koji ograničava kretanje elektrona, što nam omogućava da ih opažamo i izmerimo.

Istraživači koji su proučavali ovaj efekat su uspeli da osvoje Nobelovu nagradu za fiziku 2016. godine, a tri Nobelove nagrade su dodeljene za eksperimentalni i teorijski rad za taj efekat.

Efekat se obično manifestuje u granici između dva materijala, gde se elektroni mogu pomerati samo u dve dimenzije.

Kada se magnetno polje proizvede u liniji od 90 stepeni do 2D ravni, ono menja ponašanje elektrona koji protiču kroz njega. Ovim se može dodatno manipulisati smanjenjem temperature i povećanjem napona unutar okruženja.

Što je veći napon i veće polje, to je veća uloga kvantne mehanike. Razlog za to je to što magnetno polje stvara silu koja deluje pod pravim uglom prema pravcu kretanja – Lorencova sila – koja pomera elektrone.

Međutim, pri niskim temperaturama i veoma velikim magnetnim poljima, kvantna mehanika počinje da igra ulogu, što znači da se napon više ne povećava kontinuirano, već skače u diskretnim koracima.

Evropski tim je prekomerno ohladio atome, blizu apsolutne nule, koji su zatim stavljeni u 2D rešetke stvorene pomoću lasera.

Oni su zatim “uzbuđeni“ pomoću dodatnog lasera, kako bi se ponovo pokrenuli.

Američki tim je umesto toga uperio laser kroz staklo kako bi simulirao efekat električnog polja na naelektrisane čestice.

Kvantni Holov efekat se može shvatiti kao topološki fenomen. Primer topologije opisuje koliko rupa ima objekat, i u koje druge oblike se može transformisati bez sečenja.

Slični zakoni su odgovorni za kvantni Holov efekat za elektrone koji mogu da se kreću samo duž topološki dobro definisanih staza.

Pre 20 godina je matematički prikazano da se uporedivi topološki efekti mogu pojaviti i u četiri prostorne dimenzije.

Profesor na Institutu za teorijsku fiziku, Oded Zilberberg, je rekao: “U to vreme je to više bilo kao naučna fantastika“.

“U ovom momentu su ovi eksperimenti i dalje daleko od bilo kakve korisne primene.“

Fizičari sada mogu istraživati, ne samo na papiru, već i eksperimentalno, da se fenomeni koji se javljaju u četiri ili više dimenzija mogu naći u našem uobičajenom trodimenzionalnom svetu.

Kvazikristali u metalnim legurama su jedan primer, koji u tri dimenzije zapravo pokazuju regularne obrasce.

izvor: Webtribune.rs