Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
2

Что за новый вид материи: кристаллы времени создали ученые?

АлСах [418] 2 месяца назад
2

Это не столько новый вид материи сколько новое состояние материи. Обычной материи.

Что такое вообще - кристалл? Это структура, обладающая дискретной пространственной симметрией. То есть которая переходит "сама в себя" только при строго определнённых пространственных пертурбациях - сдвиг на определённое расстояние или поворот на определённый угол. Или и то и другое (как для кристалла кварца, к примеру).

Поэтому "временнóй кристалл" - это структура, которая тоже повторяет сама себя, но не в пространстве, а во времени. Причём - как и в случае пространственной периодичности - такое повторение самой себя, периодическая смена состояний во времени, должно происходить само собой, то есть без подвода энергии извне. Своего рода вечное движение (хотя и не вечный двигатель - работу такая структура производить не обязана, да и не могла бы).

И такая фишка некоторое время оставалась не более чем игрой ума, причём великого ума (ума нобелевского лауреата Франка Фильчека). Тем более что в 2015 году один парень из Калифорнии, Харуки Ватанаби, и ещё один парень из Токио, Масаки Ошикава, доказали теорему о том, что создать временнóй кристалл в состоянии с миимальной энергией невозможно. Более того, создать его невозможно в равновесной системе с любым установившимся значением энергии.

Но эта теорема оставляла лазейку: лазейка называется "равновесная система". А что если система не равновесная?

Две такие системы независимо исследовали две группы учёных, одна из Принстона, одна из Гарварда (её возглавляет Михаил Лукин).

Принстонская группа изучала цепочку из атомов иттербия, облучаемую думя лазерами. Один из них управлял магнитными моментами атомов, другой заствлял атомы взаимодействовать случайным образом. И в такой структуру "сами собой" устанавливались периодические осцилляции состояния, причём на частоте, не равной частоте излучения лазеров (вдвое её превышающей). И даже если частоту первого лазера изменять, эти осцилляции не сбивались. То есть сама собой возникала и сохранялась периодичность во времени.

Группа из Гарварда изучала поведение системы дефектов в кристалле алмаза. Причёсм дефектов было не 10 (как атомом иттербия в первом эксперименте), а около миллиона. И тут тоже при внешнем воздействии на систему (СВЧ-излучением) был зарегистрировван периодический отклик на частоте, во много раз меньшей частоты вынуждающего излучения.

Считать ли обе эти системы временны́ми кристаллами - вопрос по сей день дискуссионный, к окончательному выводу физики ещё не пришли. До некотоой степени - да, потому что обе системы спонтанно нарушают симметрию во времени и, стало быть, с чисто математической точки зрения удовлетворяют определению временнóго кристалла.

Отдельный вопрос - на фига всё это нужно... Нужно. Например, для создания квантового компьютера. Существующие квантовые компьютеры требуют для своей квантовой работы криогенных температур - нужные эффекты нужны образом проявляются только при температуре в мелкие доли кельвина. А вот темпоральная периодичность в алмазе наблюдается даже и при комнатной температуре. На темпоральных кристаллах возможно создание датчиков температуры и магнитного поля, чувствительных к малейшим оных изменениям (собсно, это уже продемонстрировано экспериментально).

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
0

Ученые действительно в лабораторных условиях создали новый вид матери и назвали его кристаллами времени. Когда эксперты установили эти кристаллы в условия движения без энергии, то установили, что этот вид материи повторяется как в пространстве, так и во времени. Поскольку это не соответствует земным законам физики, то отнесли этот вид материи в область абстракций.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID