Həm təbii aləmdə, həm də insan cəmiyyətində adətən iqlim sistemləri, ekoloji sistemlər və şəbəkə sistemləri kimi mürəkkəb sistemlər mövcuddur. Çoxsaylı qarşılıqlı təsir göstərən elementlərin iştirakı ilə mürəkkəb sistemlər bir çox fərqli vəziyyətdə qala bilər və onların ümumi davranışı ümumiyyətlə təsadüfi və yüksək nizamsızlıq nümayiş etdirir.

Günəş radiasiyası , ərazi və okean axınları kimi amillər arasında mürəkkəb qarşılıqlı təsirlər iqlim sistemlərinin günəşli, buludlu və yağışlı kimi müxtəlif vəziyyətlər nümayiş etdirməsinə səbəb olur. Bu amillərin dinamik dəyişiklikləri və qarşılıqlı təsirləri iqlimin davranışını olduqca qeyri-müəyyən edir və dəqiq proqnozlaşdırılmasını çətinləşdirir.

Məsələn, fırtınanın formalaşması və yolu okeanın temperaturu, küləyin sürəti və atmosfer təzyiqi kimi bir çox amillərdən təsirlənə bilər ki, bu da əhəmiyyətli təsadüfilik və gözlənilməzliyə səbəb olur.

Mürəkkəb sistemlərin davranışlarının arxasında yatan qanunauyğunluqların aşkarlanması bütün dünya üzrə alimlər üçün tədqiqatın əsas mərkəzi olmuşdur. 1970-ci illərin əvvəllərində kəşf edilən maqnit spinli şüşə sistemləri bəzi mürəkkəb sistemlərin paradiqmasına çevrildi və mürəkkəb sistemlərin davranışını təsvir etmək və proqnozlaşdırmaq üçün mühüm nəzəri çərçivə, eləcə də eksperimental və ədədi simulyasiya platformaları təmin edir.

Maqnit spinli şüşə sistemlərində təkrar simmetriyanın qırılması konsepsiyasını təqdim edən Giorgio Parisi, atomikdən planetar miqyaslara qədər dəyişən fiziki sistemlərdə nizamsızlıq və dalğalanmaların qarşılıqlı əlaqəsini kəşf edərək, mürəkkəb sistemlərdə gizli simmetriyaları ortaya qoydu və ona 2021-ci il Fizika üzrə Nobel Mükafatını qazandırdı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1725353154&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-replica-symmetry-1d-rayleigh-theory.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiNy4wLjAiLCJ4ODYiLCIiLCIxMjguMC42NjEzLjExNCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTE0Il0sWyJOb3Q7QT1CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMTQiXV0sMF0.&dt=1725352858020&bpp=3&bdt=1663&idt=868&shv=r20240828&mjsv=m202408280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D115dd7ab24f29971%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725352858%3AS%3DALNI_Mb4HUkunVQ4SLlcQFYwSX7YcUGezQ&gpic=UID%3D00000ed2d67470b8%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725350355%3AS%3DALNI_MaKBGicQZ1HLvpmn0jztfJx7BMFQA&eo_id_str=ID%3D938f1cb1871ca15e%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725352858%3AS%3DAA-AfjaB5rAggLz7wStGWiH6QCPm&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4836742010531&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1040&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=4&adx=447&ady=1634&biw=1903&bih=919&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C31086548%2C31086639%2C31086691%2C44798934%2C95331690%2C95338227%2C95341534%2C95341663%2C31086142%2C95340844%2C95341515%2C95341519&oid=2&pvsid=1266434268587874&tmod=994287644&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F1d%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C919&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Bu fonda təsadüfi lazerlər, unikal əks əlaqə və qazanma mexanizmlərinə görə, çox sayda fırlanma ilə şüşə sistemləri fırlatmaq üçün oxşar mürəkkəb dinamika nümayiş etdirir və beləliklə, spin şüşə nəzəriyyəsinin araşdırılmasında əsas komponentə çevrilir.

Tədqiqatçılar bir neçə təsadüfi lazerdə optik şüşə faza keçid hadisələrini müşahidə ediblər. Təsadüfi lazerlərdən istifadə edərək fotonik faza keçidlərinin hazırkı tədqiqi geniş diqqəti cəlb etmişdir.

“Light: Science & Applications” jurnalında dərc olunmuş yeni məqalədə Çin Elektron Elm və Texnologiya Universitetindən professor Zinan Vanq, Prof. Anderson SL Qomes və Universidade Federal de Pernambuco-dan professor Ernesto P. Raposonun rəhbərlik etdiyi alimlər qrupu , və həmkarları Rayleigh-səpilmə-faza-variasiya modellərini quraraq birölçülü Rayleigh səpilmə sistemlərində fotonik faza keçidlərinin əsas mexanizmlərini araşdırdılar.

Onlar bu cür sistemlərdə fotonik faza keçidlərini tənzimləyən unikal qanunları aşkar edərək, ədədi tədqiqatlar və eksperimental hadisələr arasında hərtərəfli əlaqələri uğurla qurdular.

Tədqiqatçılar foton faza keçidlərinin nəzəri proqnozunu təklif edirlər. Onlar təklif edirlər ki, belə təsadüfi lifli lazerlərin çıxış xüsusiyyətləri lif daxilində Rayleigh səpilməsinin xüsusiyyətlərindən çox asılıdır.

Mülkiyyət texnologiyaları ilə faza həssas optik zaman-domen reflektometriyasından (phi-OTDR) istifadə edərək, liflərdə Rayleigh səpilməsinin faza dalğalanmalarının dəqiq təhlili yolu ilə replika simmetriyasının pozulması fenomeni üçün Reyleigh-səpilmə-faza-variasiya modeli təklif edilmişdir. Rayleigh səpilmə mexanizmi ilə təsadüfi fiber lazerlər.

Təsadüfi lifli lazerlərdə fotonik faza keçidlərinin sərhəd parametrlərinin nəzəri proqnozları verilir ki, bu da fotonik faza keçidlərinin daxili mexanizmlərini başa düşmək üçün yeni imkanlar açır.

Tədqiqatçılar həmçinin fotonik faza keçidlərinin hər yerdə olan mexanizmini vurğulayırlar. Onlar aşkar etdilər ki, Rayleigh səpilmə mexanizmi olan təsadüfi lifli lazerdə fotonik faza dəyişikliyi maqnit spin şüşəsi fazasında spinlər arasında qarşılıqlı təsirdə temperaturun və nizamsızlığın roluna oxşar olaraq qalır.

Səpilmə elementlərinin faza dalğalanmaları sabit qaldıqda, sistemin enerji mənzərəsi dəyişdikcə fotonik faza keçidləri baş verir. Bununla belə, səpələnmə elementlərinin fazasında xarici amillərin yaratdığı dalğalanmalar müxtəlif rejimlər arasında qarşılıqlı əlaqəni pozur və bununla da fotonik faza keçidlərinin qarşısını alır.

Bu iş müxtəlif mürəkkəb sistemlərdə universal faza keçid mexanizmlərini aşkara çıxarmaq istiqamətində möhkəm bir addım atır.

Təklif olunan modelə və yüksək dəqiqlikli spektral aşkarlamaya əsaslanaraq, bu iş Rayleigh səpilməsinə əsaslanan təsadüfi lif lazerində unikal faza keçidi fenomenini nəzəri olaraq proqnozlaşdırdı və təcrübi olaraq müşahidə etdi – rejim asimmetriyası.

Bu tapıntı fotonik faza keçidlərinin mövcud anlayışını genişləndirir, mürəkkəb sistemlərin daxili mexanizmləri haqqında yeni bir perspektiv təmin edir.

Xüsusilə, fotonik faza keçidləri və təsadüfi lifli lazerdə müxtəlif rejimlərin təkamülü arasındakı xas əlaqələrin tədqiqi yolu ilə iş göstərir ki, unikal əks əlaqə və qazanma mexanizmlərinin təsiri altında müxtəlif rejimlər qeyri-xətti qarşılıqlı təsirlərin müxtəlif vəziyyətlərini nümayiş etdirir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1725353154&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-replica-symmetry-1d-rayleigh-theory.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiNy4wLjAiLCJ4ODYiLCIiLCIxMjguMC42NjEzLjExNCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTE0Il0sWyJOb3Q7QT1CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMTQiXV0sMF0.&dt=1725352858023&bpp=5&bdt=1666&idt=884&shv=r20240828&mjsv=m202408280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D115dd7ab24f29971%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725352858%3AS%3DALNI_Mb4HUkunVQ4SLlcQFYwSX7YcUGezQ&gpic=UID%3D00000ed2d67470b8%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725350355%3AS%3DALNI_MaKBGicQZ1HLvpmn0jztfJx7BMFQA&eo_id_str=ID%3D938f1cb1871ca15e%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725352858%3AS%3DAA-AfjaB5rAggLz7wStGWiH6QCPm&prev_fmts=0x0%2C750x188&nras=1&correlator=4836742010531&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1040&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=4&adx=447&ady=3590&biw=1903&bih=919&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C31086548%2C31086639%2C31086691%2C44798934%2C95331690%2C95338227%2C95341534%2C95341663%2C31086142%2C95340844%2C95341515%2C95341519&oid=2&pvsid=1266434268587874&tmod=994287644&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F1d%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C919&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=M

Koherent Rayleigh rəyinə əsaslanan rejimlər (spektrdə təsadüfi paylanmış zirvələr kimi özünü göstərir) metastabil vəziyyətlərə gətirib çıxaran güclü qeyri-xətti qarşılıqlı təsirlərə məruz qalır və bununla da fırlanan şüşə faza keçidinə fotonik paramaqnit keçir; qeyri-xətti qarşılıqlı əlaqə olmadan qeyri-koherent Rayleigh rəyinə əsaslanan rejimlər isə paramaqnit vəziyyətdə qalır.

Bu iş nəzəriyyə, simulyasiya və təcrübə vasitəsilə fotonik faza keçidlərinin unikal əsas prinsiplərini hərtərəfli araşdırır və Rayleigh səpilməsinə əsaslanan təsadüfi lif lazerlərinin fotonik faza keçidlərini proqnozlaşdırmaq, müşahidə etmək və idarə etmək üçün ideal platforma kimi xidmət etdiyinə dair kifayət qədər sübut təqdim edir.

Gələcəyə baxsaq, bu nailiyyət materialşünaslıq, neyron şəbəkələri, kvant məlumatı və digər mürəkkəb sistemlərdə tədqiqatlar üçün əhəmiyyətli istinad dəyərinə malikdir . Üstəlik, yüksək güclü lazer cihazları kimi kritik sahələrdə təsadüfi fiber lazerlərin tətbiqini inkişaf etdirməyə hazırlaşır .

Daha çox məlumat: Yifei Qi et al, 1D Rayleigh səpilmə sistemində Replika simmetriyasının pozulması: nəzəriyyə və yoxlamalar, İşıq: Elm və Tətbiqlər (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01475-5

Jurnal məlumatı: İşıq: Elm və Tətbiqlər 

Çin Elektron Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir