Физици: Времевите кристали съществуват и можем да ги създаваме

СТРАННО И НАИСТИНА РЕАЛНО

Потвърдено е. Времевите кристали съществуват. Два екипа изследователи от университетите Харвард и Мериленд публикуваха съвместно изследване върху времевите кристали в журнала Nature. Харвардският екип е създал в експериментални условия изкуствена решетка на синтетичен диамант. Екипът от Мериленд пък е продължил предишната си работа, използвайки верига от заредени частици, наречени „итербиум“ йони.

Взехме тези теоретични идеи, които обмисляме последните няколко години и действително ги създадохме в лабораторията.

Двете изследвания са базирани на теорията за времевите кристали, развита от Принстънския Университет, казва Шиваджи Сонди от Принстън. „Нещо повече, това откритие се основава на някои разработки на Принстън, които третират разбирането на комплексните системи във и извън равновесие, което е от голямо значение за това как физиците обясняват естеството на ежедневния свят.“

За разлика от други, по-конвенционални кристали, времевите кристали представляват решетки, които се повтарят не само в пространството, но и във времето, „разрушавайки“ това, което е известно като времева симетрия. Времевият кристал е квантов феномен, в който има движение, дори при пълен покой или в състояние на най-ниска енергия. С други думи времевият кристал се движи, без да изразходва енергия като при това не се установява в термално равновесие. Това е едно от първите доказателства за неравновесна фаза на материята.

Ytterbium ions. Image credit: Chris Monroe, University of Maryland

Сонди използва аналогията с периодично изстискване на гъба за баня, за да илюстрира системата: „Когато пуснете гъбата, очаквате тя да възстанови формата си. Сега си представете, че тя връща формата си единствено след всяка секунда изстискване, въпреки че прилагате еднаква сила всеки път. Това прави нашата система.“

РАЗВИТИЕ НА ФИЗИКАТА

Тази странна материя, предложена за първи път от нобеловия лауреат Франк Вилцек, се смяташе за възможна само на теория. Първият времеви кристал обаче беше създаден през октомври 2016г. Оттогава се смята, че времевите кристали са реалност.

Едно от възможните приложения на времевите кристали, това ново състояние на материята, са квантовите компютри. Тъй като квантовото поведение във времевите кристали не се влияе от външни сили, учените смятат, че това е потенциален инструмент за защита на информацията.

Това е все още далеч. Засега работата върху времевите кристали е фокусирана върху самото разбиране на физиката. „Въпреки че всички приложение на тези изследвания са далеч напред във времето, експерименнтите ни помагат да научим повече за вътрешните зависимости на това много комплексно квантово състояние,“ казва Крис Монро, който води екипа от Мериленд.

„Това отваря вратата към цял нов свят на неравновесни фази“, според Андрю Потър, част от мерилендския екип. „Надавям се, че след този пример следват много други.“