Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Физики впервые создали квантовый "временной кристалл"

Американские ученые впервые смогли создать экзотическую структуру – так называемый "временной кристалл", внутри которого время течет не непрерывно, а своеобразными "шагами".

МОСКВА, 7 окт – РИА Новости. Американские ученые впервые смогли создать экзотическую структуру – так называемый "временной кристалл", внутри которого время течет не непрерывно, а своеобразными "шагами", говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org

Кристаллы времени – необычные структуры, чье существование было предсказано в феврале 2012 года нобелевским лауреатом Фрэнком Вильчеком (Wilczek). Их главное свойство – в них законы физики будут вести себя особым образом, порождая необычные периодические структуры не в пространстве, как в обычных кристаллах, а во времени.

Почти все физические законы в нормальных условиях работают одинаково в любой временной точке. Формулы, описывающие физические процессы, не меняются при сдвиге времени на произвольное значение назад или вперед.  Четыре года назад Вильчек предположил, что это правило – так называемая однородность времени – может нарушаться внутри экзотически устроенной материи, на поддержание которой требуется наименьшее количество энергии.

Односторонняя дорога для света, созданная учеными
Физики заставили свет двигаться только в одну сторону внутри чипаДатские физики разработали своеобразную "одностороннюю дорогу" для частиц света, по которой они могут двигаться только в одну сторону, что позволит в ближайшем будущем создать световые диоды, транзисторы и прочие элементы вычислительных приборов и сетей.

При наблюдении за таким кристаллом нам будет казаться, что он движется, хотя на самом деле он будет находиться в состоянии абсолютного покоя. Его "движение" будет составлено из повторяющихся во времени дискретных элементов, подобных частицам материи в обычных кристаллах, что и заставило Вильчека назвать эту форму материи "временным кристаллом".

Многие ученые сомневались, что подобная форма материи может существовать в принципе, так как этому будут мешать законы квантовой механики, однако Цзехан Чжан (Jiehang Zhang) из университета штата Мэриленд в Колледж-Парке (США) и его коллеги нашли способ обойти эти ограничения и впервые увидеть подобный кристалл. Для этого они создали квантовую систему, которая находится в постоянном состоянии неустойчивости и меняется со временем.

Квантовый временной кристалл, созданный Чжаном и его коллегами, представляет собой набор из ионов иттербия, охлажденных до почти абсолютного нуля и расположенных по отношению друг к другу таким образом, что их спины постоянно взаимодействуют, переключая друг друга "по очереди".

Эти взаимодействия приводят к тому, что атомы редкоземельного металла фактически перестают вести себя как квантовые объекты и локализуются – становятся четко видимыми – в какой-то конкретной точке пространства, а не остаются в "размазанном" виде, как "нормальные" жители квантового мира.
Меняя спины этих атомов при помощи лазера, американские ученые заметили нечто необычное – через некоторое время после проведения манипуляций частота "переключения " спинов внезапно удваивалась.

Установка для обнаружения гравитационных волн в обсерватории LIGO
Физик: сжатый свет поможет LIGO перешагнуть квантовый пределИспользование так называемого "сжатого света" поможет увеличить чувствительность гравитационной обсерватории LIGO и позволит ей обойти фундаментальные ограничения на точность измерений, налагаемые законами квантовой механики.

Так как атомы никак  иначе не взаимодействовали с окружающим миром и ученые не вмешивались в их работу, подобное поведение, по мнению Чжана и его коллег, может объясняться только тем, что данная структура является временным кристаллом, однородность времени в котором нарушается. Это подтверждается тем, что любые манипуляции лазером не меняли частоту "переключений" в самом кристалле – она всегда была одинаковой, несмотря на увеличение или уменьшение частоты переключения спинов лазером.

Как полагают ученые, подобные структуры можно использовать для создания квантовой памяти и ряда других эзотерических устройств, однако они признают то, что многие ученые захотят сначала перепроверить их выводы, и лишь потом думать о возможных практических применениях.

Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала