Naredili smo še en korak bližje časovnim kristalom, ki jih je mogoče uporabiti za praktične aplikacije.

Novo eksperimentalno delo daje sobno temperaturo časovni kristal V sistemu, ki ga ni mogoče ločiti od okolice.

To, pravijo raziskovalci, utira pot časovnim kristalom v velikosti čipov, ki jih je mogoče uporabiti v resničnih okoljih, daleč od drage laboratorijske opreme, ki je potrebna za njihovo delovanje.

“Ko vaš eksperimentalni sistem izmenjuje energijo z okolico, disipacija in hrup delujeta z roko v roki, da uničita začasni sistem,” Inženir Hossein Taherik pravi Kalifornijska univerza, Riverside K.

“V naši fotonski platformi sistem vzpostavi ravnovesje med dobički in izgubami, da oblikuje in ohranja časovne kristale.”

Časovni kristali, včasih imenovani prostorsko-časovni kristali, in šele pred nekaj leti so bili potrjeni, da dejansko obstajajo, kot pove že ime. So faza snovi, podobno kot navadni kristali z eno zelo pomembno dodatno lastnostjo.

V navadnih kristalih so sestavni atomi dodeljeni a. je urejen v Fiksna, tridimenzionalna mrežna struktura Dober primer je atomska mreža kristala diamanta ali kremena. Te ponovitve se lahko razlikujejo po konfiguraciji mreže, vendar se znotraj dane formacije ne vrtijo veliko; Ponavljajo se le prostorsko.

V časovnih kristalih se atomi obnašajo nekoliko drugače. Nihajo, se vrtijo najprej v eno smer, nato pa v drugo. Ta nihanja – imenovana “tiktanje” – se ustavijo pri redni in določeni frekvenci. Kjer se struktura pravilnih kristalov ponavlja v prostoru, se v časovnih kristalih ponavlja v prostoru in času.

Za preučevanje časovnih kristalov znanstveniki pogosto uporabljajo Bose-Einsteinov kondenz kvazidelcev magnonov. Te je treba hraniti pri izjemno nizkih temperaturah, zelo blizu absolutne ničle. To zahteva zelo specializirano, sofisticirano laboratorijsko opremo.

V svoji novi raziskavi sta Taheri in njegova ekipa ustvarila časovni kristal brez prehlajenja. Kristali njegovega časa so bili vsi optični kvantni sistemi, ustvarjeni pri sobni temperaturi. Najprej so vzeli majhen mikroresonator, ploščo iz magnezijevega fluorida v premeru le en milimeter. Nato so ta optični mikroresonator bombardirali z žarki dveh laserjev.

Samoohranjevalne subharmonične konice (solitoni), ki so posledica frekvenc, ki jih ustvarjata dva laserska žarka, kažejo na nastanek časovnih kristalov. Sistem tvori vrtljivo rešetkasto past za optični soliton, ki nato kaže periodičnost.

Za ohranjanje celovitosti sistema pri sobni temperaturi je ekipa uporabila zaklepanje samoinjiciranja, tehnologija, ki zagotavlja, da izhod laserja ohranja fiksno optično frekvenco. To pomeni, da je sistem mogoče vzeti iz laboratorija in uporabiti za terenske aplikacije, pravijo raziskovalci.

Poleg možnih prihodnjih raziskav lastnosti časovnih kristalov, kot so fazni prehodi in interakcije časovnih kristalov, se lahko sistem uporablja za nove meritve časa. Časovni kristali se lahko nekega dne vključijo tudi v kvantni računalnik,

“Pričakujemo, da se bo ta fotonski sistem uporabljal v kompaktnih in lahkih radiofrekvenčnih virih z izboljšano stabilnostjo in natančnim merjenjem časa.” pravi taheri,

Raziskava ekipe je bila objavljena v komunikacija v naravi,