Οι κρύσταλλοι του χρόνου είναι «αδύνατοι» αλλά υπακούουν στην κβαντική φυσική

Σε ένα νέο πείραμα, οι επιστήμονες δημιούργησαν δύο χρονικούς κρυστάλλους μέσα στο υπερρευστό και τους έφεραν σε επαφή.

Οι κρύσταλλοι του χρόνου πίστευαν από καιρό ότι ήταν αδύνατοι επειδή η αέναη κίνησή τους φαινόταν να αψηφά τους νόμους της φυσικής. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας την κβαντική φυσική Οι επιστήμονες όχι μόνο δημιούργησαν κρυστάλλους χρόνου, αλλά έδειξαν επίσης ότι είχαν τη δυνατότητα να τροφοδοτήσουν χρήσιμες συσκευές στο μέλλον.

Οι επιστήμονες δημιούργησαν το πρώτο σύστημα δύο σωμάτων «χρόνου-κρύσταλλου» σε ένα πείραμα που φαίνεται να κάμπτει τους νόμους της φυσικής.

Αυτό έρχεται αφού η ίδια ομάδα είδε πρόσφατα την πρώτη αλληλεπίδραση της νέας φάσης της ύλης.

«Όλοι γνωρίζουν ότι οι μηχανές αέναης κίνησης είναι αδύνατες. Ωστόσο, στην κβαντική φυσική, η αέναη κίνηση είναι αποδεκτή αρκεί να έχουμε τα μάτια μας κλειστά. Περνώντας κρυφά μέσα από αυτή τη σχισμή, μπορούμε να δημιουργήσουμε κρυστάλλους χρόνου. — Δρ Samuli Autti

Οι κρύσταλλοι του χρόνου θεωρούνται από καιρό αδύνατοι επειδή αποτελούνται από ατελείωτα κινούμενα άτομα. Το εύρημα δημοσιεύτηκε σήμερα (2 Ιουνίου 2022) στο περιοδικό Επικοινωνία για τη φύσηδείχνει ότι όχι μόνο μπορούν να δημιουργηθούν κρύσταλλοι χρόνου, αλλά έχουν τη δυνατότητα να μετατραπούν σε χρήσιμες συσκευές.

Οι κρύσταλλοι χρόνου είναι διαφορετικοί από έναν τυπικό κρύσταλλο – όπως μέταλλα ή πέτρες – που αποτελείται από άτομα διατεταγμένα σε ένα τακτικά επαναλαμβανόμενο σχέδιο στο διάστημα.

Θεωρητικοποιήθηκαν για πρώτη φορά το 2012 από τον νομπελίστα Frank Wilczek και αναγνωρίστηκαν το 2016, οι κρύσταλλοι χρόνου παρουσιάζουν την παράξενη ιδιότητα να βρίσκονται σε συνεχή και επαναλαμβανόμενη κίνηση με την πάροδο του χρόνου παρά την απουσία εξωτερικής εισροής. Τα άτομά τους ταλαντώνονται συνεχώς, περιστρέφονται ή κινούνται πρώτα προς τη μία κατεύθυνση και μετά προς την άλλη.

Περιστρεφόμενο Ψυγείο Time Crystals

Οι ερευνητές ψύξαν το υπερρευστό ήλιο-3 σχεδόν στο απόλυτο μηδέν (μείον 273,15°C) μέσα σε αυτό το περιστρεφόμενο ψυγείο, όπου δημιουργήθηκαν δύο χρονικοί κρύσταλλοι και ήρθαν σε επαφή. Πίστωση: © Πανεπιστήμιο Aalto/Mikko Raskinen

Ο Δρ Samuli Autti, συνεργάτης του EPSRC και επικεφαλής συγγραφέας από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Λάνκαστερ, εξήγησε: «Όλοι γνωρίζουν ότι οι μηχανές αέναης κίνησης είναι αδύνατες. Ωστόσο, στην κβαντική φυσική, η αέναη κίνηση είναι αποδεκτή αρκεί να έχουμε τα μάτια μας κλειστά. Περνώντας κρυφά μέσα από αυτή τη σχισμή, μπορούμε να δημιουργήσουμε κρυστάλλους χρόνου.

«Αποδεικνύεται ότι η συναρμολόγηση δύο από αυτές λειτουργεί σαν γούρι, παρόλο που οι κρύσταλλοι χρόνου δεν θα έπρεπε να υπάρχουν εξαρχής. Και γνωρίζουμε ήδη ότι υπάρχουν και σε θερμοκρασία δωματίου.

Ένα «σύστημα δύο επιπέδων» είναι ένα βασικό στοιχείο ενός κβαντικού υπολογιστή. Οι κρύσταλλοι χρόνου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή κβαντικών συσκευών που λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου.

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Lancaster, το Royal Holloway του Λονδίνου, το Ινστιτούτο Landau και Πανεπιστήμιο Aalto στο Ελσίνκι παρατήρησε κρυστάλλους χρόνου χρησιμοποιώντας ήλιο-3 που είναι ένα σπάνιο ισότοπο ηλίου με ένα νετρόνιο να λείπει. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο Aalto.

Ψύξανε το υπερρευστό ήλιο-3 σε περίπου ένα δέκατο χιλιοστό της μοίρας από[{” attribute=””>absolute zero (0.0001K or -273.15°C). The researchers created two time crystals inside the superfluid, and brought them to touch. The scientists then watched the two time crystals interacting as described by quantum physics.

Reference: “Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals” 2 June 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-w

READ  Παρακολουθήστε μια σπάνια ευθυγράμμιση 5 πλανητών στον ουρανό αυτό το Σαββατοκύριακο

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.