Time Crystals “Impossible” but Obey Quantum Physics

koncept abstraktnega časovnega kristala

V novem poskusu so znanstveniki dvakrat ustvarili kristale v superfluidni in jih pripeljali na dotik.

Dolgo je veljalo, da so časovni kristali nemogoči, ker se je zdelo, da njihovo večno gibanje kljubuje zakonom fizike. Vendar pa z uporabo kvantne fizike Znanstveniki niso ustvarili le časovnih kristalov, ampak so tudi zdaj pokazali, da imajo potencial za napajanje uporabnih naprav v prihodnosti.

Znanstveniki so ustvarili prvi “časovni kristalni” sistem dveh teles v eksperimentu, za katerega se zdi, da ukrivlja zakone fizike.

To se zgodi po tem, ko je ista ekipa nedavno imela prve pogovore o novi fazi zadeve.

“Vsi vedo, da so večni motorji nemogoči. Vendar je v kvantni fiziki večno gibanje v redu, dokler imamo zaprte oči. Če se prikrademo skozi to razpoko, lahko tvorimo časovne kristale.” , dr. Samuli Otti

Dolgo je veljalo, da so kristali časa nemogoči, ker so sestavljeni iz atomov v neskončnem gibanju. Odkritje, objavljeno danes (2. junija 2022) v reviji komunikacija v naravikaže, da je ne le mogoče izdelati časovne kristale, ampak jih je mogoče spremeniti v uporabna orodja.

Časovni kristali se razlikujejo od standardnih kristalov – kot so kovine ali kamnine –, ki so sestavljeni iz atomov, razporejenih v redno ponavljajočem se vzorcu v vesolju.

Časovni kristali, ki jih je prvič teoretiziral Nobelov nagrajenec Frank Wilczek leta 2012 in identificirani leta 2016, kažejo nenavadno lastnost, da so v neprekinjenem, ponavljajočem se gibanju v času brez kakršnega koli zunanjega vnosa. Njihovi atomi nenehno nihajo, se vrtijo ali premikajo najprej v eno smer, nato pa v drugo.

rotacijski hladilnik s časovnim kristalom

Raziskovalci so v tem vrtečem se hladilniku ohladili superfluidni helij-3 na skoraj absolutno nič (minus 273,15 °C), kjer je nastalo dvakrat toliko kristalov, ki so prišli v stik. kredit: © Univerza Aalto/Mikko Ruskinen

Vodilni avtor EPSRC sodelavec dr. Samuli Auti z Oddelka za fiziko Univerze Lancaster je pojasnil: “Vsi vedo, da so večni gibalni stroji nemogoči. Vendar pa je v kvantni fiziki, dokler imamo zaprte oči, večno gibanje v redu. Če se prikrademo skozi iz te razpoke lahko oblikujemo časovne kristale.”

“Izkazalo se je, da združitev obeh deluje čudovito, tudi če časovni kristal sploh ne obstaja. In že vemo, da obstajajo tudi pri sobni temperaturi.”

“Dvonivojski sistem” je osnovni gradnik kvantnega računalnika. Časovni kristali se lahko uporabljajo za izdelavo kvantnih naprav, ki delujejo pri sobni temperaturi.

Mednarodna skupina raziskovalcev z univerze Lancaster, Royal Holloway London, inštituta Landau in Univerza Aalto opazovali časovne kristale v Helsinkih z uporabo helija-3, redkega izotopa helija, ki vsebuje manjkajoči nevtron. Poskus je bil izveden na univerzi Aalto.

Super tekoči helij-3 so ohladili na približno deset tisočink stopinje absolutna ničla (0,0001K ali -273,15°C). Raziskovalci so v superfluid dvakrat ustvarili kristale in jih pripeljali na dotik. Nato so znanstveniki opazili interakcijo dveh časovnih kristalov, ki jih opisuje kvantna fizika.

Referenca: “Nelinearna dvonivojska dinamika kvantnih časovnih kristalov” 2. junij 2022, komunikacija v naravi,
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-W

READ  NASIN spletni teleskop pakira svoj sončni ščit za milijon milj potovanja

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x