Zaman kristalleri ‘imkansızdır’, ancak kuantum fiziğine tabidirler.

Zaman kristallerinin uzun zamandır imkansız olduğu düşünülmüştür çünkü sürekli hareketleri fizik yasalarına meydan okuyor gibi görünmektedir. Ancak kuantum fiziğini kullanarak Bilim adamları sadece zaman kristalleri yaratmakla kalmadılar, aynı zamanda gelecekte faydalı cihazlara güç verme potansiyeline sahip olduklarını da gösteriyorlar.

Bilim adamları, fizik yasalarını çarpıtıyor gibi görünen bir deneyde ilk iki cisimli “zaman kristali” sistemini yarattılar.

Bu, aynı ekibin yakın zamanda konunun yeni bir aşamasının ilk etkileşimine tanık olmasından sonra geliyor.

Zaman kristallerinin, sonsuz hareket halindeki atomlardan oluştukları için uzun süredir imkansız olduğuna inanılıyordu. Dergide bugün (2 Haziran 2022) yayınlanan keşif Doğa İletişimizaman kristallerinin sadece yaratılabileceğini değil, aynı zamanda kullanışlı cihazlara dönüştürülebileceğini de gösteriyor.

Zaman kristalleri, uzayda düzenli olarak tekrar eden bir düzende düzenlenmiş atomlardan oluşan mineraller veya kayalar gibi standart kristallerden farklıdır.

İlk olarak 2012’de Nobel ödüllü Frank Wilczek tarafından geliştirilen ve 2016’da tanımlanan zaman kristalleri, hiçbir harici girdi olmamasına rağmen zaman içinde hareketi tekrarlama, durağan olma özelliği sergiler. Atomları sürekli olarak salınım yapar, döner veya önce bir yönde, sonra diğer yönde hareket eder.

Araştırmacılar, sıvı süper akışkan helyum-3’ü bu dönen buzdolabının içinde neredeyse mutlak sıfıra (eksi 273.15 santigrat derece) soğutarak iki kez kristal oluşturdu ve onları erişilebilir durumda tuttu. İmaj Kredisi: © Aalto Üniversitesi / Mikko Raskinen

Lancaster Üniversitesi Fizik Bölümü’nün baş yazarı EPSRC Üyesi Dr Samoli Ooty şunları söyledi: “Herkes, sürekli hareket makinelerinin imkansız olduğunu bilir. Ancak kuantum fiziğinde, gözlerimizi kapattığımız sürece sürekli harekette sorun yoktur. bu çatlağı Zaman kristalleri yapabiliriz.

“İkisini bir araya getirmenin, ilk etapta zaman kristalleri mevcut olmasa bile güzel bir şekilde çalıştığı ortaya çıktı. Ve bunların oda sıcaklığında da mevcut olduklarını zaten biliyoruz.”

“İki seviyeli sistem”, bir kuantum bilgisayarın temel yapı taşıdır. Zaman kristalleri, oda sıcaklığında çalışan kuantum cihazları oluşturmak için kullanılabilir.

Lancaster Üniversitesi, Royal Holloway London, Landau Enstitüsü ve Aalto Üniversitesi Helsinki’de, bir nötron eksik olan nadir bir helyum izotopu olan helyum-3 kullanılarak zaman kristalleri gözlemlendi. Deney Aalto Üniversitesi’nde yapıldı.

Süperakışkan helyum-3’ü bir derecenin on binde birine kadar soğuttular.[{” 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