โฮโลแกรมหลุมดำปรากฏในเกล็ดกราฟีน

การวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับหลุมดำเป็นทฤษฎี เนื่องจากเป็นการยากที่จะทำการวัดจริงบนหลุมดำจริง การทดลองดังกล่าวยังต้องดำเนินการเป็นเวลาหลายสิบปีหรือนานกว่านั้น นักฟิสิกส์จึงกระตือรือร้นที่จะสร้างระบบห้องปฏิบัติการที่คล้ายคลึงกับเอนทิตีจักรวาลเหล่านี้ การคำนวณทางทฤษฎีใหม่โดยทีมงานในแคนาดา สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และอิสราเอล 

ได้เปิดเผยว่าวัสดุที่ง่ายอย่างแกรฟีนเฟลก

ที่มีขอบเขตไม่ปกติภายใต้สนามแม่เหล็กภายนอกที่รุนแรง สามารถใช้เพื่อสร้างโฮโลแกรมควอนตัมที่ทำซ้ำบางส่วนได้อย่างแม่นยำ ที่มีลักษณะเฉพาะของหลุมดำ เนื่องจากอิเล็กตรอนในวัสดุคาร์บอนมีพฤติกรรมตามแบบจำลอง Sachdev-Ye-Kitaev

ความลึกลับที่ยังไม่ได้แก้ไขที่สำคัญที่สุดบางอย่างในฟิสิกส์สมัยใหม่มาจาก “ความไม่ลงรอยกัน” ระหว่างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์กับทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายฟิสิกส์ของวัตถุขนาดใหญ่มาก (แรงโน้มถ่วงและผลกระทบทั้งหมด: กาลอวกาศ ดาวเคราะห์ กาแล็กซี และการขยายตัวของจักรวาล) ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมเป็นฟิสิกส์ของแรงขนาดเล็กมาก และอีกสามแรง แม่เหล็กไฟฟ้า และแรงนิวเคลียร์สองแรง

“ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้รวบรวมข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญใหม่ๆ เกี่ยวกับคำถามเหล่านี้ผ่านการศึกษาแบบจำลอง SYK” Marcel Franzจากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแคนาดาซึ่งเป็นผู้นำในการวิจัยนี้อธิบาย “แบบจำลองนี้เป็นภาพประกอบของประเภทของ ‘ความเป็นคู่แบบโฮโลแกรม’ ซึ่งระบบมิติล่างสามารถแสดงด้วยมิติที่สูงกว่าได้ ในการคำนวณของเรา อดีตคือN กราฟีนอิเล็กตรอนในมิติ (0+1) และส่วนหลังคือแรงโน้มถ่วงในการขยายของหลุมดำในพื้นที่ต่อต้านผู้เลี้ยงแบบมิติ (1+1) (AdS 2 )”

อย่างน่าทึ่ง แบบจำลองนี้อธิบายลักษณะทางกายภาพของหลุมดำอย่างแม่นยำสำหรับค่าN  จำนวน มาก (ตามอุดมคติแล้วมากกว่า 100) ลักษณะเหล่านี้รวมถึงเอนโทรปีที่เหลือที่ไม่เป็นศูนย์ และการแย่งชิงข้อมูลควอนตัมอย่างรวดเร็วที่ภาวะภาวะเอกฐานของหลุมดำ

ขอบเขตที่ผิดปกติ

การทดลองแบบจำลอง SYK อย่างง่ายของ Franz และเพื่อนร่วมงานเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนในเกล็ดกราฟีน (แผ่นคาร์บอนที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว) ที่มีขอบเขตไม่สม่ำเสมอ Franz บอก Physics Worldว่าต้องผิดปกติเพื่อที่จะประทับการสุ่มลงบนอิเล็กตรอน “เราต้องการสิ่งนี้เพราะโครงสร้างแบบสุ่มของปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนเป็นข้อกำหนดที่สำคัญของแบบจำลอง SYK

“ต่างจากข้อเสนอระบบโซลิดสเตตก่อนหน้านี้เพื่อสาธิตโมเดลนี้ อุปกรณ์ของเราไม่ต้องการเทคนิคการประดิษฐ์ขั้นสูง และดังนั้นจึงควรง่ายต่อการประกอบโดยใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่”

เมื่อใช้สนามแม่เหล็กB กับกราฟีน จะมีการสร้างเฟสควอนตัมที่น่าสนใจจำนวนหนึ่ง ในระดับธรรมดา (“ไม่โต้ตอบ”) สนามจะจัดระเบียบสถานะอิเล็กตรอนแบบอนุภาคเดี่ยวในวัสดุใหม่ให้เป็นระดับ Dirac Landau ด้วยพลังงานบางอย่าง เมื่อเกล็ดกราฟีนมีขนาดเล็กเพียงพอ (ขนาดประมาณ 100-200 นาโนเมตร) อิเล็กตรอนในระดับn =0 Landau จะถูกอธิบายโดยแบบจำลอง SYK ด้วยโครงสร้างที่เรียกว่า Aharonov-Casher

ทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟในอิสราเอล Rudolf Peierls Center for Theoretical Physics ในอ็อกซ์ฟอร์ดในสหราชอาณาจักร และ Microsoft Research ในซานตาบาร์บาราในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าขณะนี้กำลังยุ่งอยู่กับการพยายามทำความเข้าใจพฤติกรรมของ กราฟีนอิเล็กตรอนในระบบ SYK “เราหวังว่าผลทฤษฎีของเราจะกระตุ้นให้นักทดลองศึกษาเกล็ดกราฟีนประเภทที่จำเป็นในการผลิตฟิสิกส์ SYK” ฟรานซ์กล่าว

พบ pRF ที่เล็กกว่าสำหรับนิ้วโป้งและ pRF 

ที่ใหญ่กว่าสำหรับนิ้วก้อย แต่รูปแบบนี้ไม่ได้เป็นเส้นตรงอย่างสมบูรณ์เสมอไป การจัดนิ้วมีความชัดเจนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการงอนิ้ว และขนาด pRF นั้นใหญ่กว่าสำหรับการยืด อาจเป็นเพราะการปล่อยบางสิ่ง (ส่วนขยาย) ออกไป ไม่ต้องการความเฉพาะเจาะจงในระดับเดียวกับการจับบางสิ่ง (การงอ) ในการใช้งานแบบวันต่อวัน

pRF ที่ใหญ่กว่าสำหรับนิ้วก้อยและการขยายนิ้วอาจบอกเป็นนัยว่าประชากรประสาทเหล่านี้ค่อนข้างไม่เฉพาะเจาะจง (กับนิ้วหรือการเคลื่อนไหว)ข้อควรระวังประการหนึ่งคือ การประมาณขนาด pRF (การแพร่กระจายของแบบจำลองเกาส์เซียน) อาจได้รับอิทธิพลจากปัจจัยที่ไม่ใช่ทางประสาท ตัวอย่างเช่น มันขึ้นอยู่กับลำดับของการกระตุ้นด้วย ซึ่งกำหนดว่านิ้วไหนจะขยับก่อน หรือการกดขี่ข่มเหงโดยที่แหวนและนิ้วก้อยขยับอย่างอิสระได้ยาก

งานนี้ให้ภาพแรกที่น่าสนใจในการใช้การทำแผนที่ pRF กับบริเวณสมองอื่นที่ไม่ใช่ Visual cortex มีความท้าทายหลายประการเกี่ยวกับการพัฒนาวิธีการนี้สำหรับโดเมนทางประสาทสัมผัสและมอเตอร์ เช่น การออกแบบการทดลองและการเลือกแบบจำลอง pRF เป็นต้น งานวิจัยนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นที่น่าตื่นเต้นซึ่งสามารถเปิดเผยได้ด้วยวิธีการที่ยืดหยุ่นนี้

นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาได้เปิดเผยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบใหม่ที่ให้ความละเอียดได้ดีกว่าที่เคย ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดความเสียหายของอิเล็กตรอนที่อาจเกิดขึ้นกับตัวอย่าง ทีมงานได้นำเสนอภาพของวัสดุ 2 มิติ โมลิบดีนัม ซัลไฟด์ ที่แสดงรายละเอียดระดับอะตอมอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน และพวกเขามั่นใจว่าเทคนิคนี้สามารถใช้ประโยชน์ได้ในการใช้งานต่างๆ ที่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเดิมพิสูจน์ได้ยาก

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีค่าสำหรับความละเอียดที่เพิ่มขึ้นของกล้องจุลทรรศน์แสงที่มองเห็นได้ เนื่องจากความยาวคลื่นของอิเล็กตรอนที่เล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับโฟตอน อย่างไรก็ตาม ความละเอียดของเครื่องมือเหล่านี้ถูกจำกัดด้วยความคลาดเคลื่อนเล็กๆ ในเลนส์อิเล็กตรอน ซึ่งจำกัดขนาดของรูรับแสงและทำให้การโฟกัสลำอิเล็กตรอนทำได้ยาก จนถึงตอนนี้ นักกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้บรรลุความละเอียดประมาณ 0.5 Å (0.05 นาโนเมตร) ในวัสดุจำนวนมาก – โดยทั่วไปดีพอที่จะเห็นอะตอมแต่ละตัว – โดยการรวมตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนที่ซับซ้อนและมีราคาแพงเข้ากับลำอิเล็กตรอนที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าและมีฟลักซ์สูง ซึ่งจะเพิ่มสัญญาณ อัตราส่วนเสียงรบกวน

การจำกัดความเสียหาย

อย่างไรก็ตาม อิเล็กตรอนที่มีความยาวคลื่นสั้นและมีพลังงานสูงเหล่านี้สามารถสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อตัวอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ฟลักซ์อิเล็กตรอนสูง David Muller จาก Cornell Universityในนิวยอร์กอธิบายว่า “กลไกสร้างความเสียหายจากอิเล็กตรอนมี 2 แบบ “หนึ่งในนั้นคือคุณทำให้ตัวอย่างแตกตัวเป็นไอออนและปล่อยอิเล็กตรอนออกมา อีกประการหนึ่งคืออิเล็กตรอนถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังนิวเคลียสอย่างมากจนมันเตะออกจากตำแหน่งขัดแตะและทำลายพันธะ ยิ่งพลังงานลำแสงของคุณต่ำเท่าไร คุณก็จะยิ่งกระแทกสิ่งต่างๆ น้อยลงเท่านั้น”

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์