Vědci odhalují nový typ „časového krystalu“, který vzdoruje našemu tradičnímu porozumění času a pohybu
Fyzici vytvořili nový typ časového krystalu To může pomoci potvrdit některé základní teorie o kvantových interakcích.
Standardní časový krystal je nový fáze hmoty To obsahuje trvalý pohyb bez výdaje energie. Podle Chong Zu, odborný asistent fyziky na Washingtonské univerzitě v St. Louis a jeden z hlavních vědců týmu, se A Time Crystal podobá tradičním krystalu.
Na rozdíl od tradičního krystalu, který opakuje vzorec napříč fyzickou dimenzí prostoru, však časový krystal opakuje vzor pohybu a v průběhu času však přeuspořádá jeho atomy stejným způsobem, řekl Zu. To způsobí, že časový krystal vibruje při nastavené frekvenci.
Časový krystal je teoreticky schopen cyklování stejným vzorem nekonečně, aniž by vyžadoval další sílu – jako hodinky, které nikdy nemusí být navinuty. Skutečností však je, že časové krystaly jsou neuvěřitelně křehké, a tak podlehnou environmentálním tlakům poměrně snadno.
Přestože časové krystaly existují od roku 2016, tým dosáhl něčeho bezprecedentního: vytvořili nový typ časového krystalu nazývaného Time Quasicrystal. A Kvazicrystal je pevná látka, která, stejně jako pravidelný krystal, má atomy uspořádané specifickým, ne -opravdovým způsobem, ale bez opakovaného vzoru.
Související: Vědci vytvářejí divný „časový krystal“ z atomů nafouknutých na stokrát větší než obvykle
To znamená, že na rozdíl od standardního časového krystalu, který opakuje stejný vzor znovu a znovu, časový kvazicrystal nikdy neopakuje způsob, jakým uspořádá své atomy. Protože neexistuje opakování, krystal vibruje při různých frekvencích. Jak vědci uvádějí ve svých zjištěních, zveřejněných v časopise Fyzická recenze xČasové kvazicrystaly „jsou objednány, ale zjevně nejsou periodické“.
Jak postavit kvazicrystal
Abychom vytvořili tyto nové časové kvazicrystaly, začali vědci s diamantem velikosti milimetrů. Poté vytvořili prostory uvnitř diamantové struktury bombardováním silnými paprsky dusíku. Atomy uhlíku vysídlené dusíkem v diamantovém interiéru zanechaly prázdné atomové komory.
Příroda se obrátí vakuum, takže do těchto prázdných prostorů rychle tekly elektrony a okamžitě začaly interagovat se sousedními částicemi na a kvantová úroveň. Pokaždé, když kvazicrystal představuje síť více než milionu těchto prázdných prostorů uvnitř diamantu, ačkoli každá měří pouze jeden mikrometr (jedna milionu metru).
„Použili jsme mikrovlnné impulsy k zahájení rytmů v čase kvazikrystalů,“ Bingtian yevýzkumný pracovník na MIT a spoluautor příspěvku, uvedl v a prohlášení. „Mikrovlny pomáhají vytvářet pořadí včas.“
Potenciální aplikace
Jedním z nejdůležitějších výsledků výzkumu týmu je, že podle Zu potvrzuje některé základní teorie kvantové mechaniky. Časové kvazicrystaly však mohou mít praktické aplikace v polích, jako je přesné časové míry, kvantové výpočetní technikya technologie kvantového senzoru.
U senzorů je křehkost a citlivost krystalu ve skutečnosti požehnáním; Protože jsou tak citlivé na faktory prostředí, jako je magnetismus, lze je použít k vytvoření extrémně přesných senzorů.
Pro kvantové výpočetní techniky je klíčem potenciální kvalita materiálu trvalé pohybu.
„Mohli ukládat kvantovou paměť po dlouhou dobu, v podstatě jako kvantový analog RAM,“ řekl Zu. „Jsme daleko od takové technologie, ale vytvoření časového kvazicrystal je zásadním prvním krokem.“
