מטא-חומר ארבע ממדי יכול לחולל מהפכה בעולם המחשוב הקוונטי

This post is also available in: English (אנגלית)

מדענים מאוניברסיטת מיזורי פיתחו צורה חדשה של מטא-חומר המבוססת על שיטת ממד סינתטי ארבע ממדי.

למרות שאנו כבני אדם חווים את החיים בעיקר בשלושה ממדים, מדענים החלו לאחרונה לחקור את הנושא של "ממד רביעי", או ממד סינתטי, שהוא הפרספקטיבה שלנו מעבר לעולם הפיזי.

המדענים טענו בהצהרה כי חומר זה יכול לשלוט בגלי אנרגיה על פני השטח של חומר מוצק. גלי אנרגיה אלה, הידועים גם כגלי משטח מכניים, יכולים לסייע בקביעת האופן שבו תנודות מתפשטות דרך משטח חומר מוצק.

גווליאנג הואנג, ממחברי המחקר, אמר בהודעה רשמית: "חומרים קונבנציונליים מוגבלים רק לשלושה ממדים עם צירים X, Y ו- Z, אבל עכשיו אנחנו בונים חומרים בממד הסינטטי, או הארבע ממדי, מה שמאפשר לנו לשלוט בנתיב גל האנרגיה כדי שילך בדיוק לאן שאנחנו רוצים שהוא ילך, כאשר הוא נע מפינה אחת של חומר לפינה אחרת".

על פי אתר Interesting Engineering, מטא-חומר חדש זה פותח באמצעות תחום מתמטיקה המכונה טופולוגיה, העוסק בבחינת צורות וסידורן בחלל. מחקר זה, שפורסם בכתב העת Science Advances, השתמש באפקט שאיבה טופולוגית (Topological pumping) שעל פי המחקר "מאפשר לגלים לנווט על דגימה ללא השפעה של הפרעות ופגמים". לשאיבה טופולוגית יש פוטנציאל לשפר מכניקה ומחשוב קוונטים בכך שתאפשר יצירת תופעות מכניות קוונטיות בממד גבוה יותר.

יתר על כן, ניתן להשתמש בתופעה זו גם כדי לפתח פתרונות טכניים למבנים העמידים לרעידות אדמה. "רוב האנרגיה – 90% – מרעידת אדמה מתרחשת לאורך פני כדור הארץ. לכן, על ידי כיסוי מבנה דמוי כרית בחומר זה והצבתו על פני כדור הארץ מתחת לבניין, זה יכול לעזור פוטנציאלית לשמור על המבנה מפני קריסה במהלך רעידת אדמה", מסביר הואנג.

מידע זה נמסר על ידי Interesting Engineering.