Diposting Rabu, 20 Oktober 2010 jam 3:28 pm oleh Ribhararnus Pracutian

Teori string memecahkan masalah Logam Aneh

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Rabu, 20 Oktober 2010 -


Teori string, harapan beberapa fisikawan tentang kemungkinan penggabungan gravitasi dan kuantum mekanik, telah menemukan aplikasinya di dunia nyata. Sebuah jenis black hole diprediksikan oleh teori string, mungkin dapat membantu menjelaskan sifat dari kelas benda misterius yang biasa disebut dengan “logam aneh” (strange metals. red).

Hambatan listrik meningkat secara linear dengan suhu kuadrat lebih dari suhu logam normal. Mereka (Logam aneh) juga mempunyai rangsangan atau eksitasi energi, yang dapat dianggap sebagai partikel pengecualian yang berumur pendek (short-lived particles).

Logam Aneh termasuk superkonduktor suhu tinggi, yang tidak memiliki hambatan listrik dibawah temperatur panas, yang secara umum didefinisikan sebagai titik didih nitrogen cair (196 °C). Sifat mereka telah membingungkan fisikawan selama lebih dari 20 tahun, dikarenakan Logam Aneh ini tidak dapat dijelaskan oleh Model liquid Fermi (Fermilab. red), yang hanya menangkap sifat-sifat logam biasa.

Pada tahun 2003, Para fisikawan universitas Harvard di Cambridge, Massachusetts, yaitu Subir Sachdev dan rekan-rekannya, mereka adalah fisikawan condensed matter (bidang fisika yang mempelajari sifat-sifat benda macro dan benda micro), mengajukan model baru yang disebut fractionalized Fermi liquid (FFL) yang mempelajari sifat Logam Aneh, termasuk variasi hambatannya (hambatan listrik. red) dengan temperatur1. Tidak seperti Fermi liquid Model biasa, di FFL putaran beberapa elektron pada kuantum mekanik dihubungkan bersamaan.

Saat ini, sebuah makalah diterbitkan di Physical Review Letters2 di london 4 oktober kemarin, Sachdev menunjukkan bahwa karakteristik FFL model cocok dengan jenis black hole dalam teori string. “Kami masih jauh untuk mengatakan bahwa teori string menjelaskan benda aneh, tetapi kami berharap”. Sachdev mengatakan “Ini sangat menarik karena ini semua pandangan baru.” Dia menambahkan bahwa dia telah belajar teori string pada kecepatan tertinggi.

Hasil makalah dari Sachdev kini dikerjakan oleh fisikawan teoritis John McGreevy di MIT bersama rekan-rekannya, yang pada 2009 lalu mereka telah memulai mengaplikasikan perekaan teori string yang disebut AdS/CFT correspondence to strange metals (Korespondensi AdS/CFT untuk Logam-logam Aneh). AdS/CFT correspondence membuat persamaan matematika antara sistem kuantum dan objek gravitasi. McGreevy mengakui sistem kuantum yang Ia dan rekan-rekannya pelajari sangat ringkas karena mereka memiliki sifat-sifat yang keluar terus-menerus di ruang (dimensi) yang  bervariasi dalam tahapannya, sebuah fashion kuantum. Model Sachdev sendiri telah ada, dengan banyak model nyata, McGreevy mengatakan, dengan menerapkan objek gravitasi, sebuah jenis sebuah black hole, ke sistem kuantum dengan sifat-sifat variasi yang bertahap sepanjang kisi-kisinya, sama seperti kisi struktur dari Logam Aneh. “Itu masih belum sebuah model dari materi nyata, tetapi proses kearah itu”, kata McGreevy

Ini bukan pertama kalinya teori string diterapkan ke masalah-masalah fisika condensed matter. Pada tahun 2004, Pavel Kovtun (yang sekarang di universitas Victoria di British Columbia, Canada) bersama rekan-rekannya menggunakan teori string untuk menjelaskan partikel fundamental yang bernama quark-gluon plasma pada sebuah sup yang dibuat dalam tumbukan pada RHIC accelerator di Brookhaven National Laboratory (Upton, New York). Tetapi itu telah dianggap contoh yang cukup asing, dan upaya lain untuk menerapkan AdS/CFT correspondence ke sistem benda condensed termasuk superkondukter belum benar-benar terhubung dengan model yang nyata, kata Joe Polchinski, seorang teoritis teori string di Universitas California, Santa Barbara.

Perpadanan Fisika

Harapannya adalah bahwa trik dalam teori string dapat digunakan dalam pembuatan kemajuan Model FFL. Salah satu aspek permasalahannya adalah prediksi keadaan materi yang masih memiliki beberapa tingkatan level (entropi non-zero) ke nol mutlak (0 kelvin). Ini melanggar hukum ketiga termodinamika, yang mengatakan bahwa, untuk FFL, entropi harus cenderung ke nol karena sistem telah didinginkan ke nol mutlak. Sachdev mengatakan ia selalu menganggap ini suatu kelemahan teori, tetapi fisikawan lain mengambil pandangan bahwa “itu mungkin akan dikatakan sebagai suatu yang mendalam tentang materi sebenarnya”. “Kita tidak pernah mengetahui apakah itu kecacatan atau sebuah fitur,” kata Polchinski.

Dalam karya terbarunya, Sachdev menunjukkan bahwa teori string versi FFL model juga melanggar hukum ketiga termodinamika nol multak. Munculnya masalah yang sama dalam kerangka (framework) matematika menunjukkan hal yang sama sekali beda di dunia nyata, kata Polchinski. Sachdev mengatakan akan lebih banyak pekerjaan yang dibutuhkan untuk menetapkan itu.

McGreevy memberi saran bahwa dalam teori ini ada sinyal ketidak stabilan sendiri, sehingga materi akan berganti ke fase lain pada temperatur diatas 0 K. Dalam sebuah komentar pada Sachdev’s article3, dia (McGreevy) mengatakan bahwa superkonduktor suhu tinggi dikenal berubah dari perilaku Logam Aneh ke superkonduktor seperty mereka didinginkan dan sehingga menghindari untuk masuk ke daerah entropi-nol.

Bahkan jika teori string berhasil membantu fisikawan condensed matter menemukan Logam Aneh, tidak berarti bahwa teori string adalah penjelasan yang tepat dari fundamental partikel dan gravitasi. Namun, itu berarti bahwa teori string dapat berguna bagi sesuatu. “Ini merukan perpadanan yang penting”, kata McGreevy

Referensi :

Ribhararnus Pracutian
Belajar sains dan mengembangkan beberapa visi untuk generasi masa depan indonesia, visi saya adalah agar orang indonesia tidak terdoktrin dongeng-dongeng dan mitos-mitos yang menyesatkan masyarakat. Juga Agar masyarakat lebih memahami dan belajar tentang pengetahuan, sejarah, dan keistimewaan mereka.
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.