Physics Nature

Phase transitions occur only in the limit of an infinite number of constituents, in which the system properties change in a truly discontinuous way. This limit is called the thermodynamic limit, an essential concept to understand phase transitions. The number of molecules in a macroscopic amount of water or any other substance is so astronomically large that the thermodynamic limit is in fact reached for all practical purposes. ترجمة: تحدث انتقالات الطور فقط في حدود عدد لا حصر له من المكونات ، حيث تتغير خصائص النظام بطريقة غير مستمرة حقًا. هذا الحد يسمى الحد الديناميكي الحراري ، وهو مفهوم أساسي لفهم انتقالات الطور. عدد الجزيئات في كمية عيانية من الماء أو أي مادة أخرى كبير جدًا لدرجة أن الحد الديناميكي الحراري تم الوصول إليه في الواقع لجميع الأغراض العملية. ————————————————— The study of phase transitions in various forms has kept scientists busy since the very beginnings of the scientific endeavor. With the limited amount of funding at their disposal, scientists, and in particular physicists, do not have the luxury to study phase transitions directly in the thermodynamic limit. To overcome this limitation, they have devised various methods to infer the existence of a phase transition from the analysis of systems of small size. These methods are particularly important in the case of quantum systems which require a large amount of computational power even for an embarrassingly small number of constituents. The original research article, published in Physical Review X, is titled "Determination of Dynamical Quantum Phase Transitions In Strongly Correlated Many-Body Systems Using Loschmidt Cumulants." ترجمة: إن دراسة تحولات الطور بأشكال مختلفة قد أبقت العلماء مشغولين منذ بدايات المسعى العلمي. نظرًا لمحدودية التمويل المتاح لهم ، لا يملك العلماء ، ولا سيما الفيزيائيون ، رفاهية دراسة انتقالات الطور مباشرة في الحد الديناميكي الحراري. للتغلب على هذا القيد ، ابتكروا طرقًا مختلفة لاستنتاج وجود مرحلة انتقالية من تحليل الأنظمة ذات الحجم الصغير. هذه الأساليب مهمة بشكل خاص في حالة الأنظمة الكمومية التي تتطلب قدرًا كبيرًا من القوة الحسابية حتى لعدد صغير محرج من المكونات. مقالة البحث الأصلية ، المنشورة في Physical Review X ، بعنوان "تحديد انتقالات الطور الكمومي الديناميكي في أنظمة متعددة الأجسام مرتبطة بقوة باستخدام Loschmidt Cumulants." ________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

Thus, comparing their predictions to those obtained by other means offers insights into their ability to simulate quantum systems. The new method to predict dynamical quantum phase transitions could be employed this way to study the performance of quantum computers," says Teemu Ojanen, Professor of computational physics at Tampere University. ترجمة: وبالتالي ، فإن مقارنة تنبؤاتهم بتلك التي تم الحصول عليها بوسائل أخرى تقدم نظرة ثاقبة لقدرتها على محاكاة أنظمة الكم. يمكن استخدام الطريقة الجديدة للتنبؤ بتحولات الطور الكمومي الديناميكي بهذه الطريقة لدراسة أداء أجهزة الكمبيوتر الكمومية "، كما يقول تيمو أوجانين ، أستاذ الفيزياء الحاسوبية في جامعة تامبيري. ————————————————— Phase transitions is the basic phenomena of equilibrium statistical physics. A phase transition is a natural phenomenon in which a small change in a parameter, such as temperature, leads to drastic change in the properties of a substance, for instance water turning into ice. Phase transitions occur at a general level in systems composed by a large number of elementary constituents, for instance the molecules in a substance. ترجمة: تحولات الطور هي الظواهر الأساسية للفيزياء الإحصائية للتوازن. انتقال الطور هو ظاهرة طبيعية يؤدي فيها تغيير طفيف في معلمة ، مثل درجة الحرارة ، إلى تغيير جذري في خصائص المادة ، على سبيل المثال تحول الماء إلى جليد. تحدث انتقالات الطور على المستوى العام في الأنظمة التي تتكون من عدد كبير من المكونات الأولية ، على سبيل المثال الجزيئات في مادة ما. ____________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

Researchers from Aalto University and Tampere University have developed a new theoretical method to study dynamical phase transitions in strongly correlated quantum systems. Far-from-equilibrium dynamics of quantum many-body systems is one of the most active research areas in physics. The breakthrough work was recently published in Physical Review X. ~~~~ ترجمة طور باحثون من جامعة آلتو وجامعة تامبيري طريقة نظرية جديدة لدراسة انتقالات الطور الديناميكي في أنظمة الكم المترابطة بشدة. تعد ديناميات الابتعاد عن التوازن لأنظمة الجسم المتعددة الكم واحدة من أكثر مجالات البحث نشاطًا في الفيزياء. تم نشر هذا العمل الرائع مؤخرًا في مجلة Physical Review X. ————————————————— Besides the long-standing fundamental interest, quantum dynamics of correlated systems is highly topical for the emerging quantum computers. The first likely breakthrough application for the new technology is in the realm of quantum many-body simulations that are notoriously difficult for traditional computers. On the other hand, the first-generation quantum computers are still limited, and quantum dynamics can be employed in benchmarking their performance. ~~~~~~~~~~~~~~~~ ترجمة إلى جانب الاهتمام الأساسي طويل الأمد ، فإن ديناميكيات الكم للأنظمة المترابطة هي موضوعية للغاية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الناشئة. أول تطبيق اختراق محتمل للتقنية الجديدة هو في عالم محاكاة الأجسام المتعددة الكمومية التي تشتهر بصعوبة أجهزة الكمبيوتر التقليدية. من ناحية أخرى ، لا تزال أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الجيل الأول محدودة ، ويمكن استخدام ديناميكيات الكم في قياس أدائها. ____________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

New powerful method to explore phase transitions in strongly correlated quantum systems. طريقة جديدة قوية لاستكشاف انتقالات الطور في الأنظمة الكمية المترابطة بقوة. ____________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

Researchers from Aalto University and Tampere University have developed a new theoretical method to study dynamical phase transitions in strongly correlated quantum systems. Far-from-equilibrium dynamics of quantum many-body systems is one of the most active research areas in physics. The breakthrough work was recently published in Physical Review X. ~~~~ ترجمة طور باحثون من جامعة آلتو وجامعة تامبيري طريقة نظرية جديدة لدراسة انتقالات الطور الديناميكي في أنظمة الكم المترابطة بشدة. تعد ديناميات الابتعاد عن التوازن لأنظمة الجسم المتعددة الكم واحدة من أكثر مجالات البحث نشاطًا في الفيزياء. تم نشر هذا العمل الرائع مؤخرًا في مجلة Physical Review X. ————————————————— Besides the long-standing fundamental interest, quantum dynamics of correlated systems is highly topical for the emerging quantum computers. The first likely breakthrough application for the new technology is in the realm of quantum many-body simulations that are notoriously difficult for traditional computers. On the other hand, the first-generation quantum computers are still limited, and quantum dynamics can be employed in benchmarking their performance. ~~~~~~~~~~~~~~~~ ترجمة إلى جانب الاهتمام الأساسي طويل الأمد ، فإن ديناميكيات الكم للأنظمة المترابطة هي موضوعية للغاية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الناشئة. أول تطبيق اختراق محتمل للتقنية الجديدة هو في عالم محاكاة الأجسام المتعددة الكمومية التي تشتهر بصعوبة أجهزة الكمبيوتر التقليدية. من ناحية أخرى ، لا تزال أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الجيل الأول محدودة ، ويمكن استخدام ديناميكيات الكم في قياس أدائها. ____________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

To start, researchers created films of titania, then engineered a pattern on them. In the pattern were holes that were a mere 10 to 20 nanometers apart. Adding the geometric pattern altered the movement of electrons the same way that throwing rocks into a body of water alters the waves that ripple through it. In the case of titania, the pattern caused electron waves to interfere with each other, which led the oxide to conduct more electricity. "The interference pattern basically held in place the oxygen or ions that normally would be moving in materials like titania. And we found that holding those in place was important or necessary to get constructive interference of those waves," Phatak said. The researchers investigated conductivity and other properties using two techniques: Electron holography and electron energy loss spectroscopy. To that end, they leveraged resources at Argonne's Center for Nanoscale Materials (CNM), a DOE Office of Science User Facility, to fabricate their samples and make some of the measurements. "We wouldn't have been able to see this unique pattern of interference if we weren't able to produce enough of these holes in a pattern, which is very hard to do," said Barrows. "Expertise and resources at the CNM and Argonne's Materials Science Division proved critical to helping us observe this emergent behavior." Future applications In the future, if researchers can better understand what gave rise to the increase in conductivity, they could potentially find ways to control electrical or optical properties and harness this information for quantum information processing. Insights could also be used to expand our understanding of materials that can switch resistance. Resistance measures how much a material resists the flow of electrons in an electrical current. "Resistance-switching materials are of interest because they can be information carriers—one resistance state can be 0 and the other can be 1," said Phatak. "What we've done can give us a bit more insight into how we can control these properties by using geometric confinements." ~~~~~~~~~~~ ترجمة للبدء ، ابتكر الباحثون أفلامًا عن التيتانيا ، ثم صمموا نمطًا عليها. في هذا النمط كانت هناك ثقوب تفصل بينها مسافة 10 إلى 20 نانومتر فقط. أدت إضافة النمط الهندسي إلى تغيير حركة الإلكترونات بنفس الطريقة التي يغير بها رمي الصخور في جسم مائي الموجات التي تموج خلاله. في حالة التيتانيا ، تسبب النمط في تداخل موجات الإلكترون مع بعضها البعض ، مما أدى بالأكسيد إلى توصيل المزيد من الكهرباء. قال فاتاك: "نمط التداخل يثبت بشكل أساسي في مكان الأكسجين أو الأيونات التي عادة ما تتحرك في مواد مثل التيتانيا. ووجدنا أن الاحتفاظ بتلك الموجودة في مكانها كان مهمًا أو ضروريًا للحصول على تداخل بناء لهذه الموجات". حقق الباحثون في التوصيلية وخصائص أخرى باستخدام تقنيتين: التصوير الهولوجرافي الإلكتروني وفقدان طاقة الإلكترون الطيفي. ولتحقيق هذه الغاية ، استفادوا من الموارد في مركز أرجون للمواد النانوية (CNM) ، وهو أحد مكاتب وزارة الطاقة لمنشأة المستخدم العلمية ، لتصنيع عيناتهم وإجراء بعض القياسات. قال باروز: "لم نكن لنتمكن من رؤية هذا النمط الفريد من التدخل إذا لم نكن قادرين على إنتاج ما يكفي من هذه الثقوب في نمط ، وهو أمر صعب للغاية". "أثبتت الخبرة والموارد في قسم علوم المواد في CNM و Argonne أهمية بالغة لمساعدتنا في مراقبة هذا السلوك الناشئ." التطبيقات المستقبلية في المستقبل ، إذا تمكن الباحثون من فهم ما أدى إلى زيادة الموصلية بشكل أفضل ، فمن المحتمل أن يجدوا طرقًا للتحكم في الخواص الكهربائية أو البصرية وتسخير هذه المعلومات لمعالجة المعلومات الكمومية. يمكن أيضًا استخدام الأفكار لتوسيع فهمنا للمواد التي يمكنها تبديل المقاومة. تقيس المقاومة مقدار مقاومة المادة لتدفق الإلكترونات في تيار كهربائي. قال فاتاك: "مواد تبديل المقاومة مهمة لأنها يمكن أن تكون ناقلات معلومات - يمكن أن تكون إحدى حالات المقاومة صفرًا والأخرى يمكن أن تكون 1". "ما فعلناه يمكن أن يعطينا نظرة أكثر قليلاً حول كيفية التحكم في هذه الخصائص باستخدام القيود الهندسية." ________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

Altering geometry to change material properties Normally, when an electric current is applied to an oxide like titania, electrons flow through the material in a simple wave form. At the same time, ions—or charged particles—also move around. These processes give rise to the material's electronic transport properties, such as conductivity and resistance, which are exploited in the design of next-generation electronics. "What we did in our study was try to understand how we can change material properties by confining the geometry or shape of the film," said co-author Charudatta Phatak, a materials scientist and group leader in Argonne's MSD. ~~~~~~~~~~~~ ترجمة تعديل الهندسة لتغيير خصائص المواد عادة ، عندما يتم تطبيق تيار كهربائي على أكسيد مثل تيتانيا ، تتدفق الإلكترونات عبر المادة في شكل موجي بسيط. في الوقت نفسه ، تتحرك الأيونات - أو الجسيمات المشحونة - أيضًا. تؤدي هذه العمليات إلى ظهور خصائص النقل الإلكتروني للمواد ، مثل التوصيلية والمقاومة ، والتي يتم استغلالها في تصميم الجيل التالي من الإلكترونيات. قال المؤلف المشارك Charudatta Phatak ، عالم المواد وقائد المجموعة في Argonne's MSD: "ما فعلناه في دراستنا هو محاولة فهم كيف يمكننا تغيير خصائص المواد من خلال حصر هندسة أو شكل الفيلم". ________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA

Altering geometry to change material properties Normally, when an electric current is applied to an oxide like titania, electrons flow through the material in a simple wave form. At the same time, ions—or charged particles—also move around. These processes give rise to the material's electronic transport properties, such as conductivity and resistance, which are exploited in the design of next-generation electronics. "What we did in our study was try to understand how we can change material properties by confining the geometry or shape of the film," said co-author Charudatta Phatak, a materials scientist and group leader in Argonne's MSD. ~~~~~~~~~~~~~~~~ ترجمة تعديل الهندسة لتغيير خصائص المواد عادة ، عندما يتم تطبيق تيار كهربائي على أكسيد مثل تيتانيا ، تتدفق الإلكترونات عبر المادة في شكل موجي بسيط. في الوقت نفسه ، تتحرك الأيونات - أو الجسيمات المشحونة - أيضًا. تؤدي هذه العمليات إلى ظهور خصائص النقل الإلكتروني للمواد ، مثل التوصيلية والمقاومة ، والتي يتم استغلالها في تصميم الجيل التالي من الإلكترونيات. قال المؤلف المشارك Charudatta Phatak ، عالم المواد وقائد المجموعة في Argonne's MSD: "ما فعلناه في دراستنا هو محاولة فهم كيف يمكننا تغيير خصائص المواد من خلال حصر هندسة أو شكل الفيلم". ____________________ احبتي يمكنكم الانضمام الى القناه Physics Nature عبر الرابط الاتي:- https://t.me/HphyA