Ученые рассказали о кристаллах времени кое-что любопытное
20.08.2020 423 0
Исследователи впервые в истории наблюдали взаимодействие двух временных кристаллов. Они представили свой отчет.
Детали: Международная группа экспертов (Великобритания, РФ и Финляндия) провели необычный эксперимент. Как пишет издание Nature Materials, они впервые в истории науки наблюдали взаимодействие двух временных кристаллов, представляющих новую фазу материи.
Сообщается, что сам термин «временной кристалл» по сути определяет физическую систему, в которой симметрия нарушена со сдвигом относительно времени, подобно тому, как в обычных кристаллах нарушается симметрия пространства.
В статье напоминается, что «теоретическую возможность существования временных кристаллов предсказал в 2012 году американский физик, лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек, который предположил, что в такой системе в состоянии равновесия и в отсутствии внешних воздействий должны спонтанно возникать периодические движения».
В то же время, сказано в публикации, «роль узлов кристаллической решетки могут играть не только атомы и электроны, но и фотоны или квазичастицы, например фононы».
Отмечается также, что «впервые квантовые временные кристаллы были экспериментально продемонстрированы в 2017 году на основе неравновесных систем, симметрию в которых нарушали с помощью лазерного или микроволнового излучений».
Сейчас же исследователи говорят: «Управляемые взаимодействия – это элемент номер один в списке желаний каждого, кто хочет использовать временные кристаллы для практических приложений, таких как квантовая обработка информации».
По их словам, «до этого никто не наблюдал два временных кристалла в одной системе, не говоря уже о том, чтобы они взаимодействовали».
В статье говорится следующее: «Во время 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), после чего создали два временных кристалла внутри сверхтекучей жидкости и позволили им соприкоснуться».
В публикации сказано, что «исследователи наблюдали за тем, 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».
Ученые сообщают: «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».
Резюмируется: «Управление взаимодействиями временных кристаллов позволит производить квантовые вычисления при достаточно высокой температуре, поскольку временные кристаллы остаются неповрежденными (когерентными) в различных условиях, что приведет к прорыву в квантовой обработке информации, поскольку защита когерентности – основная трудность, мешающая развитию мощных квантовых компьютеров».
Детали: Международная группа экспертов (Великобритания, РФ и Финляндия) провели необычный эксперимент. Как пишет издание Nature Materials, они впервые в истории науки наблюдали взаимодействие двух временных кристаллов, представляющих новую фазу материи.
Сообщается, что сам термин «временной кристалл» по сути определяет физическую систему, в которой симметрия нарушена со сдвигом относительно времени, подобно тому, как в обычных кристаллах нарушается симметрия пространства.
В статье напоминается, что «теоретическую возможность существования временных кристаллов предсказал в 2012 году американский физик, лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек, который предположил, что в такой системе в состоянии равновесия и в отсутствии внешних воздействий должны спонтанно возникать периодические движения».
В то же время, сказано в публикации, «роль узлов кристаллической решетки могут играть не только атомы и электроны, но и фотоны или квазичастицы, например фононы».
Отмечается также, что «впервые квантовые временные кристаллы были экспериментально продемонстрированы в 2017 году на основе неравновесных систем, симметрию в которых нарушали с помощью лазерного или микроволнового излучений».
Сейчас же исследователи говорят: «Управляемые взаимодействия – это элемент номер один в списке желаний каждого, кто хочет использовать временные кристаллы для практических приложений, таких как квантовая обработка информации».
По их словам, «до этого никто не наблюдал два временных кристалла в одной системе, не говоря уже о том, чтобы они взаимодействовали».
В статье говорится следующее: «Во время 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), после чего создали два временных кристалла внутри сверхтекучей жидкости и позволили им соприкоснуться».
В публикации сказано, что «исследователи наблюдали за тем, 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».
Ученые сообщают: «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».
Резюмируется: «Управление взаимодействиями временных кристаллов позволит производить квантовые вычисления при достаточно высокой температуре, поскольку временные кристаллы остаются неповрежденными (когерентными) в различных условиях, что приведет к прорыву в квантовой обработке информации, поскольку защита когерентности – основная трудность, мешающая развитию мощных квантовых компьютеров».
| Комментарии (0) |