» » Физики впервые наблюдали взаимодействие "кристаллов времени"

Физики впервые наблюдали взаимодействие "кристаллов времени"

Физики впервые наблюдали взаимодействие "кристаллов времени"

Ученые из Великобритании, Финляндии и России впервые в истории стали свидетелями взаимодействия между собой двух временных кристаллов, представляющих новую фазу материи. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.

Термин временной, или темпоральный кристалл определяет физическую систему, в которой симметрия нарушена со сдвигом относительно времени, подобно тому, как в обычных кристаллах нарушается симметрия пространства.

Теоретическую возможность существования временных кристаллов предсказал в 2012 году американский физик, лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек. Он предположил, что в такой системе в состоянии равновесия и в отсутствии внешних воздействий должны спонтанно возникать периодические движения. При этом роль узлов кристаллической решетки могут играть не только атомы и электроны, но и фотоны или квазичастицы, например фононы.

Впервые квантовые временные кристаллы были экспериментально продемонстрированы в 2017 году на основе неравновесных систем, симметрию в которых нарушали с помощью лазерного или микроволнового излучений.

"Управляемые взаимодействия — это элемент номер один в списке желаний каждого, кто хочет использовать временные кристаллы для практических приложений, таких как квантовая обработка информации, — приводятся в пресс-релизе слова первого автора исследования, доктора Самули Аутти (Samuli Autti) из Ланкастерского университета. —До этого никто не наблюдал два временных кристалла в одной системе, не говоря уже о том, чтобы они взаимодействовали".

В ходе эксперимента на вращающемся криостате университета Аальто в Финляндии авторы охлаждали сверхтекучий изотоп гелий-3 до температуры, приближенной с точностью до одной десятитысячной градуса к абсолютному нулю (0,0001 кельвинов, или минус 273,15 градусов Цельсия). Затем исследователи создали два временных кристалла внутри сверхтекучей жидкости и позволили им соприкоснуться.

Ученые наблюдали, как два временных кристалла, атомы которых постоянно колеблются, вращаются или движутся сначала в одном направлении, а затем в другом, взаимодействуют и обмениваются составными частицами, перетекающими из одного "кристалла времени" в другой и обратно — явление, известное как эффект Джозефсона.

Авторы отмечают, что временные кристаллы имеют большой потенциал практического применения. Их можно использовать для создания сверхчувствительных сенсоров и самых точных атомных часов, а также систем, в основе которых заложены их показания, таких как гироскопы и GPS.

Кроме того, считается, что управление взаимодействиями временных кристаллов позволит производить квантовые вычисления при достаточно высокой температуре, поскольку временные кристаллы остаются неповрежденными — когерентными — в различных условиях.

Это, в свою очередь, приведет к прорыву в квантовой обработке информации, поскольку защита когерентности — основная трудность, мешающая развитию мощных квантовых компьютеров.

18 август 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Ученые создали «неразрезаемый» материал

Исследователи из университета Дарема в Великобритании и немецкого института Фраунгофера создали материал «Протей», который невозможно разрезать.

Ученые нашли настоящую причину появления мурашек на коже

Американские ученые выяснили, что те же типы клеток, которые вызывают мурашки, ответственны за контроль роста волос.

Физики квантово запутали 15 триллионов атомов в горячем газе

Учёные сломали стереотип, что квантовая запутанность — невероятно хрупкое состояние, которое требует сверхнизких температур и изоляции одиночных атомов.

Ученые выяснили, когда и почему животные начали издавать звуки

Построив эволюционное дерево, охватывающее последние 350 миллионов лет, ученые выяснили, что первые позвоночные не имели голоса.

Почему ученые озабочены проблемой атома?

Никто на самом деле не знает, какие именно процессы происходят внутри атома. Единственное, что остается достоверно известным — это то, что электроны носятся вокруг орбиталей во внешней оболочке
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Триасовый ихтиозавр Guizhouichthyosaurus оказался сверххищникомИстория робототехники: как выглядели самые первые роботы?Чем могут питаться бактерии, когда вокруг ничего нет?Почему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?Чипирование началось: Neuralink проследила за мозговой активностью свиньиВ Японии испытали "летающий автомобиль"Голографическое кино может стать реальностьюНа каких самолетах летают президенты США и России?