Noua descoperire ar putea aduce cristale de timp din laborator în lumea reală

Tocmai am făcut încă un pas mai aproape de cristalele de timp care pot avea aplicații practice.

Produceți o nouă lucrare experimentală la temperatura camerei cristalul timpului Într-un sistem care nu este izolat de mediul înconjurător.

Cercetătorii spun că acest lucru deschide calea pentru cristale de timp la scară de cip care pot fi utilizate în condiții reale, departe de echipamentele costisitoare de laborator necesare pentru a le menține în funcțiune.

„Când sistemul dumneavoastră experimental face schimb de energie cu mediul înconjurător, disiparea și zgomotul lucrează în tandem pentru a distruge ordinea cronologică.” spune inginerul Hussein Taheri de la Universitatea din California, Riverside.

„În platforma noastră optică, sistemul atinge un echilibru între câștig și pierdere pentru crearea și menținerea cristalelor de timp.”

Cristalele timpului, denumite uneori cristale spațiu-timp, a căror existență a fost deja confirmată cu doar câțiva ani în urmă, sunt la fel de fascinante pe cât sugerează și numele. Este o fază a materiei asemănătoare cu cristalele obișnuite și are o proprietate suplimentară foarte importantă.

În cristalele obișnuite, atomii constituenți sunt aranjați în a Structură 3D cu zăbrele fixă Un bun exemplu este rețeaua atomică a diamantului sau a unui cristal de cuarț. Aceste sinapse repetate pot varia în configurație, dar într-o anumită formație nu se mișcă prea mult; Se repetă doar spațial.

În cristalele de timp, atomii se comportă ușor diferit. Acesta oscilează, rotindu-se mai întâi într-un sens, apoi în celălalt. Aceste oscilații – denumite „bifă” – sunt blocate la o frecvență regulată și specificată. Acolo unde structura cristalină obișnuită se repetă în spațiu, ea se repetă în cristale de timp în spațiu și timp.

Pentru a studia cristalele timpului, oamenii de știință folosesc adesea condensatele Bose-Einstein ale cvasiparticulei de Magnon. Acestea trebuie păstrate la temperaturi foarte scăzute, foarte aproape de zero absolut. Acest lucru necesită echipamente de laborator foarte specializate și avansate.

În noua lor cercetare, Taheri și echipa sa au creat un cristal de timp fără suprarăcire. Cristalele lor de timp erau sisteme cuantice optice create la temperatura camerei. Mai întâi, au luat un microsonor minuscul, un disc făcut din sticlă cu fluorură de magneziu de doar un milimetru în diametru. Apoi au bombardat această morfologie optică cu raze laser.

Proeminențele subarmonice autoconservante (solitonii) generate de frecvențele generate de cele două fascicule laser indică formarea cristalelor de timp. Sistemul creează o capcană cu zăbrele rotativă pentru bobinele optice care apoi afișează rotația.

Utilizați echipa pentru a menține integritatea sistemului la temperatura camerei Blocare cu auto-injectare, o tehnologie care asigură că ieșirea laserului menține o frecvență optică specifică. Aceasta înseamnă că sistemul poate fi transportat din laborator și utilizat în aplicații de teren, spun cercetătorii.

Pe lângă posibilele explorări viitoare ale proprietăților cristalelor de timp, cum ar fi tranzițiile de fază și interacțiunile cu cristalele de timp, sistemul poate fi folosit pentru a efectua noi măsurători ale timpului însuși. Cristalele timpului pot, într-o zi, să se contopească în Calculatoare cuantice.

„Sperăm că acest sistem fotonic poate fi utilizat în surse RF compacte și ușoare, cu stabilitate superioară, precum și în cronometrarea precisă.” spune Taheri.

Cercetarea echipei a fost publicată în Comunicarea naturii.