Her şeyin parçalandığı hem fizik hem de günlük deneyimlerin bir gerçeğidir. Buz erir. Binalar çöküyor. Yeterince uzun süre beklerseniz herhangi bir nesne, tanınmayacak şekilde hem kendisine hem de çevresine karışır.

Ancak 2005'ten itibaren bir dizi gelişme, bu ölüm yürüyüşünün isteğe bağlı görünmesine neden oldu. Tam olarak doğru kuantum ortamında, elektronların veya atomların herhangi bir düzenlemesi sonsuza kadar yerinde kalır; hatta aktiviteyle dolup taşan düzensiz düzenlemeler bile. Bu bulgu, kuantum olgusunun yalnızca son derece düşük sıcaklıklarda gözlemlenebilen kırılgan şeyler olduğu yönündeki geleneksel inanışa ters düştü. Aynı zamanda, ısı ve entropi gibi olguları geniş parçacık sürülerinin etkileşiminin kaçınılmaz sonuçları olarak açıklayan fiziğin saygıdeğer dalı olan termodinamiğin temellerinde de bir delik açtı.

Sonuçlar fizikçiler için şok etkisi yarattı Norman YaoO zamanlar yüksek lisans öğrencisi olan ve şu anda Harvard Üniversitesi'nde profesör olan. Cehennemden daha güçlü bir kelime kullanarak, "Kutsal cehennem" diye düşündüğünü hatırladı. "Eğer bu, etkileşimli, çok parçacıklı bir sistemde doğruysa, o zaman istatistiksel mekanik başarısız olur. Termodinamik başarısız oluyor.”

Yeni ve radikal bir kuantum kararlılığı kavramı yayıldı. Bu, teorisyenlere, zaman kristalleri gibi kuantum maddesinin yeni evrelerinden oluşan bir menageri (enerjiyi absorbe etmeden tekrarlanan bir davranışı süresiz olarak sürdüren sistemler) oluşturma konusunda ilham verdi. Ve kuantum bilgisayarları yapmak için kübitlerin ürkekliğiyle mücadele eden kuantum mühendisleri, mücadelelerinin kazanılabilir olduğunu gösteren bu göstergeden cesaret aldılar.

“Bir kuantum bilgisayarında başlangıç ​​koşullarınızın hafızasına sahip olmanız gerekir; aksi takdirde hiçbir şey yapamazsınız” dedi Yao.

Kanıt birikimi 2014 yılında kuantum modellerinin gerçekten de sonsuza kadar sürebileceğinin kesin matematiksel kanıtlarıyla zirveye ulaştı.

Ancak son yıllarda sonsuza dek kararlı kuantum yapılarına dair vaatler sarsılmaya başladı. Çığır açan deneylerin de gösterdiği gibi, bu tür modeller gerçekten de çağlar boyu sürebilir. Ancak birçok fizikçinin inandığı gibi bu çağların gerçekten sonsuzluğa uzanıp uzanamayacağı konusunda bir tartışma sürüyor. Kuantum kaderinin temel doğasını incelerken, ilgili fizikçiler büyük parçacık ordularının stabilitesini tehdit eden, daha önce bilinmeyen kuantum olaylarını keşfettiler.

"[Bu fikri] çok iyi anladığınızı sanıyordunuz ama şimdi anlamıyorsunuz" dedi Vedika KhemaniStanford Üniversitesi'nde fizikçi. "Bu eğlenceli. Yine çözülmesi gereken bir gizem var.”

Sonsuzluğun Tadı

Kendi alanında bir efsane haline gelecek olan fizikçi Phil Anderson, kuantum sonsuzluğunun ilk ipuçlarını yakaladı. 1950'lerde Anderson, Bell Laboratuarlarında o zamanlar son teknoloji olan fiziği - yarı iletkenler içindeki elektronların davranışını - inceliyordu. Bazı kafa karıştırıcı deneysel sonuçları anlamaya çalışırken kendini daha soyut bir problem üzerinde düşünürken buldu.

Anderson, tek bir kuantum parçacığını yerinde tutmanın mümkün olup olmadığını merak etti.

Bilardo topu gibi klasik bir nesneyi tuzağa düşürmek kolaydır. Bilardo masasının rayları gibi bariyerlerle çevreleyin. Ancak kuantum parçacıkları, bariyerlerin içinden “tünel açarak” engelleri tamamen göz ardı ederek hareket edebilir. İşin püf noktası, uzağa gidememeleridir. Parçacık ne kadar uzağa gitmeye çalışırsa tünel açmak zorlaşır, yani katlanarak olasılığı azalır. Anderson, bir kuantum kaçış sanatçısının hangi ortamda bulunabileceğini merak ediyordu.

Onun bulduğu sır, parçacığı tepeler ve vadilerle noktalanmış "düzensiz" bir kuantum manzarasına yapıştırmaktı. Her konumun rastgele bir enerjiyi temsil eden rastgele bir yüksekliği olacaktır. Gerçek bir malzemede bu bozukluk, eksik atomlar veya farklı elementlerin atomları gibi safsızlıklardan kaynaklanabilir.

Yeterince düzensizlik olduğunda Anderson, bir parçacığın asla çok uzağa tünel açamayacağı sonucuna vardı. Tünel açmak için bir parçacığın başladığı yere benzer enerjiye sahip (veya benzer yükseklikte) bir konum bulması gerekir. Daha fazla düzensizlik bu tür bölgelerin daha az bulunmasına neden olur. Bir parçacık, manzaraya daha fazla bakarak aday bölgeleri uygun bir klipte keşfedebilir. Bu oran, parçacığın daha fazla seçeneğe sahip olduğu 2 boyutlu düzlemler ve 3 boyutlu tuğlalar gibi “yüksek” boyutlarda oldukça yüksek olabilir. Ancak bu konumlara ulaşmanın giderek artan zorluğu her zaman daha da hızlı artacak ve bu da tünel açmayı pek de olası olmayan bir öneri haline getirecek.

Anderson, tünel açmanın yeterli olmadığını savundu 1958 kağıdı. Herhangi bir boyuttaki düzensiz bir manzara, bir parçacığı “yerelleştirir”. Eser aslında yıllarca okunmadan kaldı, ancak sonunda kitaptan pay almasına yardımcı olacaktı. 1977 Nobel Fizik Ödülü.

Anderson'ın düşünceleri yarı iletkendeki elektronlardan ilham alırken, çerçevelemesi onun daha soyut düşündüğünü ortaya koyuyor. Onu motive eden anormallik, elektronlar arasında termalleşme olarak bilinen bir sürece karşı oluşan gizemli dirençti. Bir sistemin ne zaman ısınıp ısınmayacağını daha derinlemesine anlamaya çalıştı. Bu fenomeni inceleyen ilk fizikçi o değildi ama çalışmalarında ortaya attığı sorular sonraki nesil fizikçilerin hayal gücünü harekete geçirecekti.

"Zamanından 50 yıl ilerideydi" David HusePrinceton Üniversitesi'nde fizikçi.

Günlük dilde termalizasyon, sistemlerin karışmasının doğal eğilimidir. Yeni bir kart destesi hızla orijinal sırasını kaybeder. Kumdan kale, ıslak bir kum yığınına dönüşüyor. Termodinamikte bu eğilim, istatistiğin doğrudan bir sonucudur. Düzenlenecek yalnızca birkaç yol ve karıştırılacak çok sayıda yol vardır; bu nedenle, başlangıçta düzenlenmiş bir sistemin, sonunda karışık hale gelmesi son derece muhtemeldir.

Termalleştirmenin temel özelliği, başlangıçtaki herhangi bir modelin, karıştırma nedeniyle silinmesidir. Örneğin başlangıçtaki herhangi bir sıcak nokta veya enerji konsantrasyonu, daha fazla yayılma mümkün olmayana kadar yayılır. Bu noktada sistem kararlı hale gelir ve gözle görülür şekilde değişmeyi bırakır; bu senaryoya fizikçiler termal denge adını verir.

Geriye dönüp bakıldığında fizikçiler, Anderson'un çalışmasının termalleşmeye karşı bir isyanın tohumlarını içerdiğini görüyorlar. Düzensiz bir manzaranın tek bir parçacığı hapsedebileceğini göstermişti. Anahtar soru şuydu: Pek çok parçacığın yerini tespit edebilir mi? Parçacıklar yerinde sıkışırsa enerji yayılmaz ve sistem asla ısınmaz. Termalleşmenin tam tersi olarak lokalizasyon, tamamen yeni bir kararlılık türünü temsil edecek, kuantum enerji modellerinin sonsuza kadar sürmesi için beklenmedik bir yol olacaktır.

"Termalleşmenin kapalı bir sistemde gerçekleşecek evrensel bir şey olup olmadığını veya tamamen bozulup bozulamayacağını bilmek" dedi. Maissam BarkeşliMaryland Üniversitesi'nden fizikçi, "fiziğin en temel sorularından biridir."

Ancak bu soruyu yanıtlamak, Anderson'un Nobel Ödülü kazanan çalışmasını bir ısınma gibi gösteren bir sorunun çözülmesini gerektirecektir. Temel sorun, parçacık gruplarının birbirlerini devasa karmaşık şekillerde etkileyebilmesidir. Bu etkileşimleri açıklamanın o kadar karmaşık olduğu ortaya çıktı ki, Anderson'un 50'deki makalesi ile fizikçilerin çok-cisim lokalizasyonu adını verdiği çok parçacıklı sistemlerde lokalizasyonu anlamaya yönelik ilk ciddi girişimler arasında neredeyse 1958 yıl geçecekti.

Yarım yüzyıl sonra ortaya çıkacak inanılmaz cevap, termalleşmenin her zaman kaçınılmaz olmadığıydı. Termalleştirmeye rağmen, çok cisimli lokalizasyon mümkün görünüyordu.

"Termodinamiğin yasalarını çiğniyor" dedi Wojciech De RoeckBelçika'daki KU Leuven'de fizikçi. “Bu, kaosun her zaman kazanamayacağı anlamına geliyor.”

Çok Gövdeli Yerelleştirmenin Yükselişi

Anderson'un çalışmasının gişe rekorları kıran devamı 2005'te geldi. Denis Basko, Igor Aleiner ve Boris AltşülerPrinceton ve Columbia üniversiteleriyle bağlantısı olan fizikçiler, baş harflerini bu alandaki araştırmacıların anında tanıyabileceği çığır açan bir makale yayınladılar. Bu çalışmada BAA, bir metaldeki atomik safsızlıkların elektronları lokalize edip edemeyeceğini, onları atomların yakınında hapsedip iletken malzemeyi bir yalıtkan haline dönüştürüp dönüştüremeyeceğini araştırdı.

In 88 sayfaları 173 numaralı denklem ve 24 rakamdan (ekler hariç) oluşan yoğun matematikle BAA, dağınık bir malzemenin gerçekten de Anderson'un bir parçacığı durdurabileceğini gösterdiği gibi, elektron gruplarını yollarında durdurabileceğini gösterdi. Çalışmaları, çok gövdeli yerelleştirme veya MBL çalışmasını etkili bir şekilde başlattı.

Khemani, "Bu gerçekten bir güç gösterisiydi" dedi. "MBL'nin tüm boyutlarda stabil olduğunu gösterdiler." Çalışma aynı zamanda aşılmazdı. Araştırmacılar buna inandılar ancak bunu üzerine inşa edecek kadar iyi anlamadılar. "BAA hesaplamasını onlardan başka kimse gerçekten yapamazdı" dedi Jed PixleyRutgers Üniversitesi'nde yoğun madde fizikçisi.

Ancak BAA'nın bulgusu Princeton kampüsünde dalgalanmalara yol açtı. Basko, konuyu danışmanı David Huse ile görüşen arkadaşı Vadim Oganesyan'a anlattı. İkisi zaten BAA'nın fikirlerini daha soyut termalleştirme bağlamında daha doğrudan test etmelerine olanak sağlayacak bilgisayar simülasyonları çalıştırıyorlardı.

Huse ve Oganesyan, simülasyonlarında yukarıyı veya aşağıyı işaret edebilen ve komşularını çevirebilen kuantum parçacıkları zincirleri kurdular. Lokalizasyon tarifine göre giderek daha fazla düzensizlik eklediklerinde, parçacık zincirlerinin termalleşme senaryosundan (örneğin hızla dönen bir parçacığın enerjisini yaydığı ve komşularını ters çevirmeye başladığı) bir senaryoya geçiş yaptığına dair işaretler gördüler. yerelleştirilmiş senaryo (parçacığın enerjisini tutacağı yer). Belirli bir düzensizlik düzeyinde termalleşmeden lokalizasyona geçiş, daha çok, belirli bir sıcaklıkta meydana gelen sıvı ve buz arasındaki gibi maddenin evreleri arasındaki geçişlere benziyordu.

MBL bir çeşit aşama olarak nitelendirilebilir mi? Aşamalar fizikte özel bir statüye sahiptir. Bunların da özel bir tanımı var. En önemlisi, maddenin bir fazının sonsuz uzunlukta bir süre boyunca ve sonsuz büyüklükte bir sistem için kararlı olması gerekir. Eğer gerçekten termalizasyon ve lokalizasyon arasında bir geçiş olsaydı ve eğer lokalizasyon sonsuz sistemler için süresiz olarak meydana geldiyse, belki de iki tür kararlılık kendi başlarına aşamalar olarak düşünülebilirdi.

Oganesyan ve Huse sonsuz uzun zincirleri sonsuz uzun süreler boyunca simüle edemediler (yaklaşık bir düzine parçacığı yapabiliyorlardı), bu nedenle kusurlu yerelleştirme işaretleri görmelerine şaşırmadılar. Ancak zincirler uzadıkça yerelleşmeye geçiş daha da keskinleşti. İlk çalışmaları, 2006 yılında yayınlandı, yeterince düzensizliğe sahip sonsuz uzun zincirler için bir yerelleştirme aşamasının var olabileceğine dair ilgi çekici olasılıktan bahsetti.

Belki daha da önemlisi simülasyonlarının anlaşılması kolaydı. Pixley, "David hesaplamayı herkesin yapabilmesi için yaptı" dedi.

Daha sonraki sayısal çalışmalar, engebeli bir arazinin enerjiyi yerelleştirebileceği fikrini destekledi ve fizikçiler bunun sonuçlarını değerlendirmeye başladı. Çoğu zaman ısı biçimindeki enerji selleri, kuantum maddesinin hassas aşamalarını yok eder. Ancak yeterince sivri uçlu zirveler enerjinin yayılmasını durdurabilirse kuantum yapıları her sıcaklıkta etkili bir şekilde hayatta kalabilir. "Gerçekten ilişkilendirdiğimiz ve yalnızca sıfır sıcaklıkta anladığımız olayları elde edebiliyorsunuz" dedi. Anushya ChandranBoston Üniversitesi'nde Princeton yüksek lisans öğrencisi olarak MBL eğitimi alan bir fizikçi.

MBL'den çıkan yüksek profilli kuantum yapılardan biri zaman içindeki bir modeldi. Parçacık zincirinin bir ucunu belirli bir hızla çevirin; zincirin tamamı, bu dönüşten herhangi bir enerji emmeden iki konfigürasyon arasında geçiş yapabilir. Bunlar "zaman kristalleri", maddenin egzotik bir denge dışı aşamasıydı ve bu yalnızca yeterince düzensiz bir manzara, parçacıkların akla gelebilecek herhangi bir düzenlemesinin termal dengeye ulaşmasını engellediği için mümkün oldu.

Bu sıralarda Princeton'dan gelen ve zaman kristallerini anlama ve yaratmada öncü bir rol oynamaya devam edecek olan Khemani, "Hiçbir analog yok" dedi. “Bu tam bir paradigma değişimi.”

Teorik yapbozun son parçası 2014 yılında yerine oturdu. John ImbrieVirginia Üniversitesi'nden matematiksel fizikçi, sonsuz uzun bir parçacık zincirini yeterince düzensiz bir şekilde bir araya getirebilirseniz, şunu gösterdi: herhangi bir konfigürasyon yerelleştirilmiş kalır. Parçacıkların komşularıyla etkileşime girme yeteneklerine rağmen, bireysel olarak sonsuza kadar kendi işlerini yapmaya devam edeceklerdi.

Fizikte benzerine nadir rastlanan kesin matematiksel kanıt, beş yıllık bir çabanın sonucuydu. Yerelleştirmenin mümkün olduğunu neredeyse garantiledi ve bir aşama olarak statüsünü sağlamlaştırdı. Imbrie, "Matematiksel bir tartışma yaptığınızda her olasılığı göz önünde bulundurmalısınız" dedi. "Bu da güzelliğin bir parçası."

Aynı sıralarda, soğuk atomları manipüle etme konusunda uzmanlaşmış laboratuvarlara sahip fizikçiler, gerçek parçacıkların dijital parçacıklarla hemen hemen aynı şekilde davrandığını doğruluyorlardı. Işık dağlarıyla ayrılan az sayıdaki atomlar buz gibi bir hızla yayıldı. 1 boyutlu çizgiler halinde düzenlenmiş ve ne zaman 2 boyutlu ızgaralar halinde dizilmiş.

Deneysel, matematiksel ve sayısal kanıtların üstünlüğüyle MBL, manyetizma ve süperiletkenliğin yanı sıra faz geçişleri panteonuna girmeye mahkum görünüyordu. Fizikçiler, farklı boyutlardaki çok çeşitli farklı sistemlerin, varsayılan termodinamik kaderlerini açıkça göz ardı etmesini bekliyorlardı.

2022'de Amerikan Fizik Derneği Altshuler, Huse ve Aleiner'e prestijli ödül verdi. Lars Onsager Ödülüolduğunu kanıtlayan matematiksel fizikçinin adını almıştır. karikatür modeli malzeme mıknatıslanırken faz geçişini yakaladı.

Ancak ödüller dağıtılmadan önce bile sonsuz dayanıklılığa sahip yapılar fikri çökmeye başlamıştı.

Wobble'ın Başlangıcı

İlk sarsıntı Imbrie'nin kanıtından yaklaşık bir buçuk yıl sonra geldi.

Termalizasyondan lokalizasyona geçişin, maddenin tanıdık evreleri arasındaki geçişler gibi aşağı indiğinin düşünüldüğünü hatırlayın. Örneğin metal mıknatıslandığında, titizlikle hesaplanmış denklemlerle açıklanan belirli özellikler belirli oranlarda değişir. Bu denklemlerdeki belirli değerlerin, 2 gibi belirli üsleri vardır. x².

Bir boyutta gerçek bir faz geçişi için matematikçiler bu üslerden ikisinin 2'den büyük olması gerektiğini kanıtlamıştı. Ancak MBL simülasyonları bunların 1 olduğunu buldu; bu da büyük bir anlaşmazlık. İçinde henüz yayınlanmamış ön baskı Oganesyan ve Chandran, Boston Üniversitesi'nden Christopher Laumann ile birlikte 2015 yılında yayınlanan bir çalışmada, uyumsuzluğun sonsuz zincirler yerine kısa zincirler üzerinde çalışmanın önemsiz bir yan etkisi olmadığını gösterdiler. Daha temel bir şey yanlış görünüyordu.

Huse, "Dikkatle incelediler" dedi. "Ama neyin yanlış olduğunu bulamadık."

Sonraki birkaç yılda bir dizi daha büyük şok geldi. MBL'ye yol açacak dağlık manzarayı hayal edin. Şimdi bu manzarayı her yöne doğru sonsuza kadar uzatın. Yeterince rastgele keşfederseniz, bir noktada geniş bir düz alanla karşılaşmanız kaçınılmazdır.

Düz bir bölgedeki parçacıklar tünel açmak için benzer enerjiye sahip durumları kolayca bulabilir, böylece karışıp termalleşirler. KU Leuven'den De Roeck, böyle bir bölgede çok sayıda enerji durumunun bulunduğunu ve bu durumun komşu dağlardaki bir parçacığın temas kurması ve kendisinin termal hale gelmesi ihtimalini artırdığını savundu. François Huveneers, o zamanlar Fransa'daki Paris-Dauphine Üniversitesi'ndeydi. Böylece düz bölge bir termal enerji kaynağı olarak hizmet edebilir.

Peki bu kadar küçük bir yama tüm sistemi çökertebilir mi? Senaryo sezgisel olarak Denver'daki bir jakuzinin Vail, Breckenridge ve Telluride'de erimelere yol açması kadar makul görünüyordu. Fizikçiler bunu hemen kabul etmediler. De Roeck ve Huveneers konferanslarda bu olasılığı gündeme getirdiğinde konuşmaları izleyicilerde öfkeli patlamalara neden oldu.

De Roeck, "Bu büyük bir sürprizdi" dedi. “Başlangıçta pek çok insan bize inanmadı.”

ile başlayan bir dizi makalede 2016, De Roeck, Huveneers ve işbirlikçileri artık çığ olarak bilinen bir süreçle ilgili iddialarını ortaya koydular. Sıcak bir küvetin aksine, bir damla termalize parçacık olarak başlayan şeyin kartopu şeklinde okyanusa dönüşebileceğini savundular.

Imbrie, "Bir ısı banyonuz var ve komşu bölgeleri ısı banyosuna alıyor" dedi. “Güçleniyor, güçleniyor ve giderek daha fazla siteyi kendine çekiyor. İşte çığ budur."

Asıl soru, çığın ivme kazanıp kazanmayacağı ya da kaybedeceğiydi. Her adımda ısı banyosu gerçekten daha büyük ve daha iyi bir enerji deposu haline gelecektir. Ancak her adım aynı zamanda bir sonraki sitenin termalizasyonunu da zorlaştırdı. Anderson'ın tek parçacık lokalizasyonunu hatırlatan tartışma, iki etki arasındaki yarışa dayanıyordu: banyonun iyileşmesi ve daha fazla büyümenin zorluğu.

De Roeck ve Huveneers, çığların iki ve üç boyutta kazanacağını savundu, çünkü enerji durumlarını inanılmaz derecede hızlı bir şekilde - hızla büyüyen alanlarına (2B) veya hacimlerine (3B) bağlı oranlarda stokladılar. Fizikçilerin çoğu, bu manzaralardaki çığların durdurulamaz olduğunu kabul etmeye başladı ve bu da MBL'yi çarşaf veya tuğla açısından uzak bir olasılık haline getirdi.

Ancak tek boyutlu zincirlerdeki MBL olasılığı hayatta kaldı çünkü bir çizgi boyunca ilerleyen çığ, enerji durumlarını daha yavaş biriktirir. Aslında, ısı banyosu, büyümenin zorluğunun arttığı oranda daha güçlü hale gelir. Bu bir kravattı. Çığlar 1B'de devam edebilir veya durabilir.

Bu arada diğer fizikçiler MBL'nin 1 boyutlu zincirde bile var olabileceği konusunda şüpheci olmaya başladı. 2019'da Sloven kaos uzmanlarından oluşan bir ekip, Tomaz Prosen eski sayısal verileri yeniden analiz etti ve manzara dağlıklaştıkça termalleşmenin büyük ölçüde yavaşladığı gerçeğini vurguladı ama hiçbir zaman tamamen durmadım - MBL araştırmacılarının küçük ölçekli simülasyonlarının bir eseri olarak kabul ettiği uygunsuz bir gerçek. Anatoli Polkovnikov Boston Üniversitesi ve Sels kururŞimdi New York Üniversitesi ve Flatiron Enstitüsü'nden diğer araştırmacıların yanı sıra, benzer sonuçlar. Onların argümanları MBL'nin merkezi cazibesine doğrudan meydan okuyordu: kuantum kumdan kale için sonsuz yaşam vaadi.

Chandran, "MBL hakkında konuşan teorisyenler düzeyinde," dedi, "[termalizasyon süresinin] sadece evrenin yaşı olmadığı ve bizim onu ​​göremediğimiz, Tanrı'ya karşı dürüst bir rejim var. Hayır, gerçekten sonsuz.”

Bunu hem akademik literatürde hem de özel tartışmalarda hararetli bir tartışma izledi. Sels ve Huse, salgının en yoğun olduğu dönemde Zoom'da saatler geçirdi. Bazen birbirleriyle konuşuyorlardı ama her biri diğerine verimli içgörüler sağlıyordu. Tartışmanın girdileri ve çıktıları son derece tekniktir ve ilgili araştırmacılar bile tüm bakış açılarını tam olarak dile getirememektedir. Ama sonuçta, farklılıkları her kampın farklı eğitimli - son derece eğitimli - bir parçacık zincirinin sonsuza dek dönmesini izleyebilseydiniz ne göreceğinize dair tahminde bulunmasına neden olur.

İki taraf hala tek boyutta gerçek bir MBL aşamasının var olup olmadığı konusunda anlaşamıyor ancak çatışmanın somut sonuçlarından biri, araştırmacıları çığların MBL'nin varsayılan başlangıcı üzerindeki etkisini incelemeye sevk etmesi.

Huse, şüpheci grupların "bazı çok iyi noktaları vardı ama onları biraz fazla ileri götürdüler" dedi. “Bu bizi gerçekten motive etti.”

Huse, Khemani'nin de aralarında bulunduğu MBL deneyimlilerinden oluşan bir ekiple işbirliği yaparak çığın kısa zincirler üzerindeki etkisini gerçekte tetiklemeden simüle etmenin bir yolunu buldu. (Sels'in tahminine göre yeterince büyük düz bir nokta elde etmek için milyarlarca parçacık uzunluğunda bir zincire ihtiyacınız olabileceğinden sayısal olarak bile hiç kimse çığ görmemiştir ve araştırmacılar genellikle yaklaşık 12'lik zincirler üzerinde çalışırlar.) Sels daha sonra kendi çığ modelini geliştirdi. yukarı.

İki grup geldi benzer sonuçlar 2021'de: MBL geçişi, eğer varsa, araştırmacıların inandığından çok daha dağlık bir arazi gerektiriyordu. Daha önce MBL'ye yol açtığı düşünülen sağlamlık seviyesiyle birlikte termalizasyon yavaşlayacak, ancak durmayacak. Kuantum kardan adamlara çığlara karşı savaşma şansı vermek için, manzaranın Huse ve diğerlerinin şüphelendiğinden daha düzensiz olması gerekiyordu. Huse'un grubu başlangıçta dağların en az iki kat daha engebeli olması gerektiğini buldu. Sels'in çalışması bu sayıyı en az altı kata kadar engebeli hale getirdi ve dağları Rockies'ten çok Himalayalara benzetti. MBL bu ekstrem ortamlarda hâlâ ortaya çıkabilir, ancak daha az zorlu geçiş etrafında inşa edilen teorinin gerçekten de sorunları vardı.

Huse, "Bunu fazlasıyla baştan sona kabul ettik ve inceliklerine bakmadık" dedi.

2021 çalışmalarında araştırmacılar, 1 boyutlu zincirler için MBL faz diyagramını yeniden yazdı ve genişletti. Kansas benzeri düzlüklerde parçacıklar hızla termalleşir. Rocky Dağları'nda araştırmacılar MBL "aşamasını" "termal öncesi rejim" olarak yeniden sınıflandırdılar. Bu, BAA, Princeton simülasyonları ve atom deneyleri tarafından keşfedilen görünüşte istikrarlı rejimdir. Ancak şimdi araştırmacılar, çok uzun bir süre (bazı kurulumlar için kelimenin tam anlamıyla milyarlarca yıl) beklenirse, Rocky Dağları tarafından ayrılan parçacıkların aslında birbirine karışıp termalleşeceği sonucuna vardılar.

Rockies'in ötesinde Himalayalar uzanır. Orada ne olacağı hala açık bir soru. Sels ve Prosen, çok uzun zaman alsa bile enerjinin yayılacağına ve termalizasyonun eninde sonunda gerçekleşeceğine inanıyor. Huse ve şirket gerçek MBL'nin devreye girdiğine inanmaya devam ediyor.

MBL'ye inanma nedenlerinin başında 2014'teki kanıt geliyor. Gerçek MBL'nin varlığını destekleyen çok sayıdaki kanıt arasında Imbrie'nin kanıtı ayakta kalan son kanıttır. Ve tam da bu tür problemler için özel matematiksel araçlar geliştiren bir kariyerin ardından, bunun arkasında duruyor.

"Matematikte bir ispatta hata olması duyulmamış bir şey değil" dedi, "ama sanırım ne yaptığımı biliyorum."

Ancak bu kanıt fizikçileri bölüyor çünkü fizikçiler bunu anlamıyor. Bu deneme eksikliğinden değil. Laumann bir keresinde İtalya'da bir hafta boyunca Imbrie'ye kanıtı kendisine ve bir avuç araştırmacıya öğretmesini sağladı, ancak adımları ayrıntılı olarak takip edemediler. Fizikçiler genellikle matematiği matematikçilerden daha hızlı ve daha gevşek bir şekilde kullandıklarından, bu tamamen şaşırtıcı değil. Imbrie'nin iddiası, manzaradaki herhangi bir belirli sağlamlık düzeyine bağlı değildir; bu nedenle, MBL faz diyagramında yapılan son revizyonlar, onu hiçbir şekilde baltalamaz. MBL'nin gerçekten var olup olmadığını belirlemek için araştırmacıların sıkı çalışıp kanıtta bir sorun bulmaları veya her satırı doğrulamaları gerekecek.

Bu tür çabalar sürüyor. Sels ve işbirlikçileri, Imbrie'ninkiyle çelişecek bir argümana son noktayı koyduklarını söylüyorlar. Bu arada, çığ tehlikesini keşfeden matematikçiler De Roeck ve Huveneers, Imbrie'nin kanıtını daha erişilebilir bir biçimde yeniden yazmak için iki yıldır çalışıyorlar. De Roeck, tüm önemli parçaları yerine yerleştirdiklerini ve şu ana kadar mantığın sağlam göründüğünü söylüyor.

De Roeck, "MBL, var olduğuna inanıyorum" dedi. Ancak "burada matematik yapıyoruz, dolayısıyla herhangi bir küçük problem her şeyi rayından çıkarabilir."

Kuantum Meleklerinin Ötesinde

İçinde yaşadığımız ve anlaşılmaz sayıda yıl içinde ısınmaya başlayacak olan evrende kalıcılık her zaman bir yanılsamadır. Manhattan kendi ağırlığı altında batıyor On yılda 1.6 santimetre. Kıtalar yaklaşık 250 milyon yıl sonra birleşecek. Ve bu sırada bir efsane Orta çağ vitray pencerelerinin tabanlarının yüzyıllar boyunca biraz kalınlaştığına rağmen, fizikçiler camın bilinmeyen bir zaman ölçeğinde, muhtemelen milyarlarca yıl veya daha uzun bir süre boyunca aktığına inanıyorlar.

MBL'nin kararsız olduğu ortaya çıkarsa, çok gövdeli yerelleştirilmiş bir sistem en azından bu örneklerden herhangi biri kadar dayanıklı olacaktır. MBL durumlarına bağlı olan kuantum fenomenleri de öyle olacak. Örneğin zaman kristalleri, ders kitaplarındaki "maddenin evreleri" tanımlamalarını kaybedebilir, ancak yine de onları simüle eden kuantum bilgisayarlardan (ya da bilgisayarları çalıştıran insanlardan) çok çok daha uzun süre işlemeye devam edebilirler. bu önemli). Pek çok akademisyen, güzel ve akademik bir soru olarak termalleştirmeyi yenmenin matematiksel olasılığını derinden önemsiyor. Ancak bu günlerde çoğu kişi bu yüzden fazla uyku kaybetmiyor.

Chandran, "Belki de her zaman bir iğnenin başında dans eden meleklerdi" dedi.

Bunun yerine, Chandran ve diğerleri, fizikçilerin küçük sistemlerde gerçekten gözlemleyebileceği, termalleşmeye neden olan yeni bir fenomeni keşfetme şansının tadını çıkardılar.

2018'de o ve iş arkadaşı Philip Crowley, düz noktaların ortaya çıkamayacağı kadar küçük olmalarına rağmen küçük zincirlerin neden yavaş yavaş termalleşiyor gibi göründüğünü anlamak için yola koyuldular. İkili, parçacık gruplarının ara sıra şanslı olduklarını ve yeni bir konfigürasyona geçmek için tam ihtiyaç duydukları miktarda komşu bir gruptan enerji ödünç aldıklarını belirledi. Bu tesadüflere "rezonans" adını verdiler ve bunların gruptan gruba nasıl yayılma eğiliminde olduklarını gözlemlediler; çığlar için çok küçük sistemlerde uzun süreli bir termalizasyona yol açtılar. 2020'de rezonansların 2015'teki üs uyumsuzluğunu açıklayabildiğini gösterdiler ve şüpheli özelliklerin çoğu Sayısal deneylerde ortaya çıkan bu bilgiler, Huse ve şirketin 2021'de kısa zincirler için faz diyagramını güncellemesine yardımcı oldu.

Bugün fizikçiler, rezonansların Rockies düzeyinde düzensizliğe sahip mütevazı zincirleri istikrarsızlaştırdığına, çığların ise daha yüksek düzensizlik düzeylerinde daha uzun zincirleri istikrarsızlaştırdığına inanıyor.

Chandran ve diğerleri simülasyonlarını ve deneylerini geliştirip daha uzun, daha sağlam zincirleri keşfettikçe, Himalayalar'da ve ötesinde başka nelerin gizlenebileceğini merak ediyorlar.

Huse, "Orada başka fizik olayları da var gibi görünüyor" dedi. "Benim için en güzeli bu olur. Yeni şeyler bulmayı seviyorum.”

Editörün notu: Bu makalede yer alan birkaç araştırmacı, editoryal açıdan bağımsız bu dergiyi de finanse eden Simons Vakfı'ndan fon almıştır. Simons Vakfı finansman kararlarının kapsamımız üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Daha fazla ayrıntı mevcut okuyun.