כאוס וטכנולוגיה קוונטית: ממערכת השמש ובעית שלושת הגופים, ועד התאוריה של סופר נוזליות |
מרצה: דורון כהן |
אוניברסיטת בן גוריון, המחלקה לפיסיקה
|
"מדע על ההר", חיפה, 5 דצמבר 2020 |
תקציר: המכניקה הקלאסית הגיעה למבוי סתום בסוף המאה ה-19 כשניסו להבין את תנועת הכוכבים במערכת השמש ("בעית שלושת הגופים"), והיא נדחקה לפינה בתחילת המאה ה-20 על ידי המכניקה הקוונטית. רק באמצע המאה ה-20 התחילו להבין איך להתמודד עם הכאוס שמאפיין את הדינמיקה הקלאסית. בינתיים, במסגרת המהפכה הקוונטית, הדגש היה על פיסיקה אטומית, שבה הכאוס כמעט לא בא לכדי ביטוי. עם תחילת המאה ה-21 התגבשה ההכרה שהמכניקה הקוונטית תביא "מהפכה טכנולוגית שניה" שבמסגרתה ימומשו התקנים מורכבים, לא בהכרח מיקרוסקופיים, למטרות שונות (גלאים קוונטיים, מיחשוב קוונטי...). המורכבות הזו מחזירה את הכאוס למרכז הבימה. בהרצאה נראה שהמכניקה הקלאסית רלונטית לא רק להבנת הדינמיקה של מערכות כוכבים וצעצועים מכניים, אלא גם לאנליזה הקוונטית של מערכות אטומ-טרוניות, שבהם אטומים מחליפים את התפקיד שיש לאלקטרונים במעגלים חשמליים. |
הקדשה: פרופ' שמואל פישמן 1948-2019 |
ראשי פרקים: כאוס בבעית שלושת הגופים; אנלוגיה לבעית חלקיק בשני אתרים; יציבות דינמית לעומת יציבות אנרגטית; מכניקה קוונטית לעומת מכניקה קלאסית; דינמיקה קוהרנטית במערכות בוזוניות; אטומטרוניקה; סופר נוזליות; פרספקטיבה סמיקלאסית; תרמליזציה; לוקאליזציה קוונטית. קישור להרצאה מוקלטת כאן |
אף אחד לא מבין את הקוואנטים / אתגר קרת
בערב יום כיפור הלכו הקוואנטים לבקש סליחה מאיינשטיין. "אני לא בבית," צעק להם איינשטיין מאחורי דלת נעולה. בדרך הביתה צעקו עליהם אנשים כל מיני קריאות גנאי מהחלונות, ומישהו אפילו זרק עליהם פחית. הקוואנטים עשו כאילו זה בכלל לא מזיז להם, אבל בלב הם נורא נעלבו. אף אחד לא מבין את הקוואנטים, כולם שונאים אותם. הקוואנטים יכולים להגיד משפט תמים כזה, כמו "יא, הנה חתול!" וישר אומרים בחדשות שהם עושים פרובוקציות ורצים לראיין את שרדינגר. |
Circuits with condensed bosons are the building blocks for quantum Atomtronics. Such circuits will be used as QUBITs (for quantum computation) or as SQUIDs (for sensing of acceleration or gravitation).We study the feasibility and the design considerations for devices that are described by the Bose-Hubbard Hamiltonian. It is essential to realize that the theory involves “Quantum chaos” considerations. [PhD thesis of Geva Arwas] |
Quasi-static protocols for systems that feature a mixed phase-space with both chaos and quasi-regular regions are beyond the standard paradigm of adiabatic processes. We focus on a many-body system of atoms, specifically a circuit that consists of bosonic sites. We consider a sweep process: slow variation of the rotation frequency of the device (time dependent Sagnac phase). The parametric variation of phase-space topology implies that the quasi-static limit is irreversible. Detailed analysis is essential in order to determine the outcome of such transfer protocol, and its efficiency. [PhD work of Yehoshua Winstein] |