Научници од Duke Quantum Center употребиле квантен симулатор со 13 заробени јони за да пресоздадат процес сличен на „раскинување на струна“ — појава поврзана со создавањето парови честички и античестички во екстремни услови.
Во физиката, кварковите се врзани во протони и неутрони и не можат едноставно да се одвојат. За да се објасни ова, научниците користат слика на две честички поврзани со невидлива, затегната „струна“. Колку повеќе се раздвојуваат, толку повеќе енергија се складира во врската.
Кога енергијата ќе стане доволно голема, врската може да се прекине, а наместо изолирани кваркови да се создадат нови парови честички. Процесот е поврзан со познатата релација на Ајнштајн, E=mc², која покажува дека енергијата може да се претвори во маса.
Истражувачите го кодирале моделот на овој процес во низа од 13 јони и со внимателно контролирани ласерски зраци ги менувале нивните заемни дејства. Така можеле да ја следат еволуцијата на системот од состојба надвор од рамнотежа и да го регистрираат појавувањето на ефективни наелектризирани честички.
Резултатите од квантниот симулатор се совпаднале со пресметките направени на класичен компјутер. Сепак, научниците нагласуваат дека класичните машини можат да ги следат само помалите системи. Со зголемување на сложеноста, квантните компјутери би можеле да истражуваат проблеми што се недостижни за денешните суперкомпјутери.
Слични експерименти неодамна спровеле и други истражувачки групи со суперспроводливи кола и неутрални атоми. Заедно, овие резултати покажуваат дека квантните платформи можат да помогнат во проучувањето на условите што владееле непосредно по Големата експлозија, кога материјата се формирала и се развивала во исклучително енергична средина.
Студијата е објавена во списанието Nature Physics под наслов „String-breaking dynamics in a quantum simulator“.
