40 ஆண்டுகள் பழமையான கான்ஃபார்மல் ஃபீல்ட் தியரி கணிப்புகளை உறுதிசெய்த குவாண்டம் சிமுலேட்டர்கள்

நீர் கொதிநிலையை நெருங்குவது அல்லது காந்தம் தன் காந்தத்தன்மையை இழப்பது போன்ற 'நிலைமாற்றங்களுக்கு' அருகில் தோன்றும் 'உலகளாவிய' நடத்தையை கான்ஃபார்மல் ஃபீல்ட் தியரி எனும் கணித அமைப்பு விவரிக்கிறது. இத்தியரியின் தசாப்தங்கள் பழமையான கணிப்புகளை, இயற்பியலாளர்கள் குவாண்டம் சிமுலேட்டர்களைப் பயன்படுத்தி முதன்முறையாக சோதித்துள்ளனர். இவ்வாய்வு Nature இதழில் வெளியிடப்பட்டது.

காலிடெக்கின் மேனுவல் எண்ட்ரெஸ் தலைமையிலான சோதனைக் குழுவும், ஜேசன் அலிசியா தலைமையிலான கோட்பாட்டுக் குழுவும் இணைந்து இவ்வாய்வை மேற்கொண்டன. ஃப்ரான்ஸின் Université Paris-Saclay மற்றும் ஜெர்மனியின் டெக்னிக்கல் யுனிவர்சிட்டி ஆஃப் மியூனிக் ஆய்வாளர்களும் இக்குழுக்களுடன் இணைந்தனர். இக்கூட்டு ஆய்வுக்குழு, ஐசிங் (Ising) மற்றும் ட்ரைகிரிட்டிகல் ஐசிங் கான்ஃபார்மல் ஃபீல்ட் தியரிகள் கணித்த ஆற்றல் நிலைகளை முதன்முறையாக நேரடியாக அளந்தது.

ஸ்ட்ரோன்டியம் அணுக்களை ஒரு வரிசையில் அமைக்க, குவாண்டம் கணினிகளிலும் பயன்படுத்தப்படும் 'ஆப்டிகல் ட்வீசர்ஸ்' எனும் லேசர் தொழில்நுட்பத்தை ஆய்வாளர்கள் பயன்படுத்தினர். கூடுதல் லேசர்கள் அணுக்களை உயர்-ஆற்றல் ரிட்பர்க் நிலைகளுக்குத் தள்ளின, இதனால் அருகிலுள்ள அணுக்கள் வலுவாக இடைவினையாற்றி, முழு சங்கிலியும் ஒன்றாக நடந்துகொண்டது. கோட்பாடு கணித்த சிக்கல் புள்ளியை அமைப்பு அடையும் வரை லேசர்களை சரிசெய்து, பிறகு 'மெனி-பாடி மாடுலேஷன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி' எனும் முறையில் ஆற்றல் நிலைகளை அளந்தனர்.

35 அணுக்கள் வரையிலான சங்கிலிகளில், அளக்கப்பட்ட ஆற்றல் நிலைகள் — அளவுக்கேற்ப மறுஅளவீடு செய்யப்பட்ட பின் — ஐசிங் கான்ஃபார்மல் ஃபீல்ட் தியரியின் கணிப்புகளுடன் பொருந்தின. 'ட்ரைகிரிட்டிகல்' எனப்படும் இரண்டாவது புள்ளிக்குச் சரிசெய்யப்பட்டபோது, ட்ரைகிரிட்டிகல் ஐசிங் தியரியின் கணிப்புகளுடன் பொருந்தும் வேறுபட்ட ஆற்றல் நிலை அமைப்பு கிடைத்தது. முடிவுகளை சமச்சீர் அடிப்படையில் வரிசைப்படுத்தியபோது, முன்பு மறைந்திருந்த இரண்டாவது ஆற்றல் நிலைக் குடும்பம் வெளிப்பட்டது.

ஒரு பரிமாண அணுச் சங்கிலிகளிலிருந்து இரு பரிமாண கட்டங்களுக்கு இந்த முறையை விரிவுபடுத்த ஆய்வாளர்கள் அடுத்து திட்டமிட்டுள்ளனர்; அங்கு கான்ஃபார்மல் ஃபீல்ட் தியரிகள் இன்னும் முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ளப்படவில்லை.