物理学家开发用于识别物质阶段的新工具

时间：2021-12-21 18:58:03来源：

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即使你不是物理学家，也很…重要。它们是由宇宙中的所有“东西”，从冰山到臭氧所采取的独特的体形，现在耶鲁科学家已经开发出一种更准确的方式来帮助分类其中一些。

该研究结果似乎在“物理评价”在物理审查中发表的“物理审查”QuestionAnda后续工作中发表的研究。

物质 - 固体，液体和气体的根本阶段是众所周知的。但是有许多其他阶段，包括当物质冷却或加热到极端温度时出现的阶段。例如，极热，可以通过在物质中分解磷酸盐原子来产生等离子体相。另一方面，极端寒冷，下降到几乎绝对的零，触发了一系列量子阶段，其中粒子以完全新的方式相互作用。

了解这些阶段的复杂性可以解锁量子计算和材料科学中的突破。实际上，这些阶段中的一些可以用作将存储量子信息存储量子信息的量子硬盘驱动器。这就是为什么科学家积极寻求新方法来表征和分类。

十多年前，Caltech物理学家Alexei Kitaev和John Preskill和John Preskill在麻省理工学院兼职迈克尔·莱文和萧刚文化开创了一个新的诊断工具 - 称为拓扑纠缠熵 - 用于识别物质的阶段是拓扑的阶段。拓扑解释了为什么您可以通过简单地变形其表面将甜甜圈形状变成咖啡杯形状。拓扑上讲，咖啡杯与甜甜圈相同，因为它们都有一个孔。

拓扑在量子研究中尤为重要，因为拓扑阶段的稳健性质在高度细腻的稳定性和不可预测的世界的量子物理学中建立了稳定性的衡量标准。类似于甜甜圈例子，其中孔的数量在平滑变形下不会改变，拓扑出现在拓扑阶段的量子缠结模式中。拓扑纠缠熵的原理可以检测这些模式。

由物理学家Meng Cheng领导的耶鲁研究人员团队发现了可能导致错误结果的原则的差异。该团队包括研究生ARPIT DUA和博士后助理多米尼克威廉姆森。

“由于其基本性，这一原则已经在拓扑阶段的文献中广泛使用，”Dua说。

Dua表示，罪魁祸首是一种特定的一种隐藏的字符串顺序，在物质阶段的一部分中弥补。研究人员的第一项研究指出了差异，解释了它发生的原因，并提供了一种纠正错误的方法 - 从而使原理更准确。在第二次研究中，研究人员看一类重要的阶段，其中发生差异，可以用于制造量子硬盘的阶段。研究人员讨论了可以用于对这些阶段进行分类的数量，这是一个影响拓扑纠缠熵的隐藏字符串顺序的稳健的数量。

“拓扑阶段代表了一类重要的物质阶段，”Dua说。“他们的诊断方法和方法很重要，并识别正确的诊断工具是基本的。”