格罗宁根大学 在能量景观分裂的点上，当临界点通过时，高对称链衰变为低对称状态
在这种情况下，当各向异性λ(t)超过临界值λ{ c }时，直链衰减成锯齿形
当两个连续的离子落在同一侧，局部能量较高的状态，我们观察到一个缺陷
荣誉:费尔南多·戈麦斯-鲁伊斯-多诺斯蒂亚国际物理中心 在西班牙毕尔巴鄂的一次暑期实习为荷兰格罗宁根大学的硕士学生杰克·梅奥在《物理评论快报》杂志上写了一篇论文
他帮助创建了一个通用模型，可以预测非平衡系统中拓扑缺陷的数量分布
这些结果可以应用于量子计算和早期宇宙结构起源的研究
梅奥是格罗宁根大学泽尼克高级材料研究所纳米科学高级硕士项目的学生，他在巴斯克海岸度过了2019年暑假，沉浸在理论物理中
他参与的项目是由多诺斯蒂亚国际物理中心的阿道夫·德尔·坎波教授领导的研究小组进行的，旨在解决量子计算中的一个问题——但它有更广泛的含义，从纳米磁体到宇宙
在所有这些系统中，顺序的开始(例如，由冷却引起的顺序)几乎总是伴随着缺陷的发展
梅奥解释说:“以一个系统为例，在这个系统中，粒子有一个可以上下翻转的磁矩。”
“如果你增加他们有吸引力的互动，他们就会开始相互配合
" 冰晶 这种排列将从介质中某些不相关的点开始，然后像水中的冰晶一样生长
每个磁畴的排列(在磁矩的例子中是向上还是向下)是一个偶然的问题
梅奥说:“局部比对将向外发展，在某个阶段，领域将开始相遇和互动。”
例如，如果一个上畴遇到一个下畴，结果将是在它们的界面上形成一个畴壁——有序结构中的对称破坏缺陷，在材料的高对称性阶段留下一个赝像
这种介质的退火被描述为“基伯-祖里克机制”，最初是为了解释早期宇宙中相变是如何导致有序结构的
后来人们发现，它可以用来描述液氦从流体到超流相的转变
梅奥解释说:“这种机制是通用的，也用于基于量子退火的量子计算。”
这项技术已经上市，能够解决复杂的难题，如旅行推销员问题
然而，这类工作的一个问题是退火过程中出现的缺陷会扭曲结果
相变 量子退火中出现的缺陷数量取决于相变所需的时间
“如果你有数百万年的时间来慢慢改变单位之间的相互作用，你不会有缺陷，但这不是很实际，”梅奥评论道
诀窍在于设计有限时间——因此更实际——的时间表，以大概率获得可接受的缺陷数量
他参与的研究项目旨在创建一个可以估计缺陷数量并指导这些系统优化设计的模型
统计模型 为了做到这一点，物理学家使用理论工具来描述相变和数值模拟来估计冷却过程中的缺陷分布
由于每个磁畴可以有两个值中的一个(在磁矩的例子中是向上或向下)，它们可以估计两个相反磁畴相遇并产生缺陷的机会
这导致了一个基于二项式分布的统计模型，它可以用来预测系统应该如何冷却以产生最小数量的缺陷
该模型通过独立的数值模拟进行了验证，效果良好
6月17日发表在《物理评论快报》上的一篇论文描述了这一新模型，并附有发表在《物理》杂志上的“观点”，这是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的独立物理学家史密莎·维什瓦拉教授对该结果的评论
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