Práve sme urobili ďalší krok bližšie k časovým kryštálom, ktoré môžu mať praktické využitie.

Vytvorte nové experimentálne dielo pri izbovej teplote časový kryštál V systéme, ktorý nie je izolovaný od svojho okolia.

Vedci tvrdia, že to pripravuje cestu pre časové kryštály v čipovej mierke, ktoré možno použiť v skutočných podmienkach, ďaleko od drahého laboratórneho vybavenia potrebného na ich udržanie v chode.

„Keď sa energia vo vašom experimentálnom systéme vymieňa s jeho okolím, rozptyl a hluk pracujú v tandeme na zničení chronologického poriadku,“ Hovorí inžinier Hussein Taheri z Kalifornskej univerzity v Riverside.

„V našej optickej platforme systém dosahuje rovnováhu medzi ziskom a stratou pri vytváraní a udržiavaní časových kryštálov.“

Časové kryštály, niekedy označované ako časopriestorové kryštály, ktorých existencia bola potvrdená len pred niekoľkými rokmi, sú rovnako fascinujúce, ako už názov napovedá. Je to fáza hmoty podobne ako bežné kryštály, s veľmi dôležitou dodatočnou vlastnosťou.

V obyčajných kryštáloch sú základné atómy usporiadané do a 3D pevná mriežková štruktúra Dobrým príkladom je atómová mriežka diamantu alebo kremenného kryštálu. Tieto opakujúce sa synapsie sa môžu meniť v konfigurácii, ale v rámci konkrétnej formácie sa príliš nepohybujú; Opakujú sa len priestorovo.

V časových kryštáloch sa atómy správajú trochu inak. Kmitá, otáča sa najprv jedným smerom, potom druhým. Tieto oscilácie – označované ako „tick“ – sú uzamknuté na pravidelnú a špecifikovanú frekvenciu. Tam, kde sa pravidelná kryštálová štruktúra opakuje v priestore, opakuje sa v kryštáloch času v priestore a čase.

Na štúdium časových kryštálov vedci často používajú Bose-Einsteinove kondenzáty kvázičastice magnón. Musia sa uchovávať pri veľmi nízkych teplotách, veľmi blízkych absolútnej nule. To si vyžaduje vysoko špecializované a pokročilé laboratórne vybavenie.

Vo svojom novom výskume Taheri a jeho tím vytvorili časový kryštál bez podchladenia. Ich časové kryštály boli optické kvantové systémy vytvorené pri izbovej teplote. Najprv vzali malý mikrosonor, disk vyrobený z fluoridového skla s priemerom len jeden milimeter. Potom túto optickú premenu bombardovali laserovými lúčmi.

Sebakonzervačné subharmonické výbežky (solitóny) generované frekvenciami generovanými dvomi laserovými lúčmi naznačovali vznik časových kryštálov. Systém vytvára rotačnú mriežkovú pascu pre optické cievky, ktoré potom zobrazujú rotáciu.

Použite tím na udržanie integrity systému pri izbovej teplote samoinjekčný zámok, technológia, ktorá zabezpečuje, že výstup lasera si zachováva špecifickú optickú frekvenciu. To znamená, že systém môže byť transportovaný z laboratória a použitý v terénnych aplikáciách, hovoria výskumníci.

Okrem možného budúceho skúmania vlastností časových kryštálov, ako sú fázové prechody a interakcie časových kryštálov, môže byť systém použitý na nové merania samotného času. Časové kryštály sa jedného dňa môžu spojiť Kvantové počítače.

„Dúfame, že tento fotonický systém možno použiť v kompaktných a ľahkých RF zdrojoch s vynikajúcou stabilitou, ako aj pri presnom meraní času.“ hovorí Taheri.

Výskum tímu bol publikovaný v r Prírodné komunikácie.