知道超流体吗?观察超流体费米子的量子效应!( 四 )

模拟和实验之间的联系

通过创建计算的可视化并将这些图像与实验照片进行比较 , 能够直接观察这些量子力学系统 。 理论和实验结果的比较得出了极好的相关性 。 这使得研究人员能够提供证据 , 证明他们计算这类系统行为的新方法是有效的 。 下一步 , 将把这种方法应用到肉眼永远看不到的过程中 , 比如中子星内部的过程 。 另一个重要的发现来自于研究人员对超流体中三种不同的涡旋衰减模式的观察 。 根据研究人员的说法 , 不同的衰变模式(见图)取决于系统粒子的自旋极化 。 极化是由超流体气体中未成对粒子的吸附作用引起 。 换句话说:大自然试图在不阻碍超流体的区域收集未成对粒子 。

量子化涡旋核心就是这样的地方 , 不同涡旋的极化会阻止它们再次结合 , 至少研究人员是这样预测的 。 因此假定极化效应对量子现象有相当大的影响 , 并将导致物理学中尚未发现的新领域 。 然而 , 仅仅重现一些数据是不够的——我们能预测一些全新的东西吗?下一个要克服的重要障碍是找出这种方法是否具有预测能力 。 这种高度复杂的问题需要巨大的计算能力 。 从技术上讲 , 研究人员解决了数十万个依赖于时间的非线性耦合三维偏微分方程(PDEs) 。 因此 , 该研究的作者向欧洲高级计算伙伴关系(PRACE)提交了计算时间请求 , 并获准在CSCS上使用Piz Daint , 因为按照作者的说法 , 在欧洲只有Piz Daint可以处理此类计算 。

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