Két évvel az ötlet után a tudósok kristályosítják az időt, új teret nyitnak meg
'A munka az anyag természetével kapcsolatos legalapvetőbb kérdésekkel foglalkozik.'
Prof. Shivaji Sondhi A Harvard Egyetemen és a Marylandi Egyetemen dolgozó kutatók két csoportja március 9-én a Nature folyóiratban arról számolt be, hogy „időkristályokat” hoztak létre: olyasmit, amely látszólag egyenesen a sci-fiből származik, és olyan szerkezetekkel rendelkezik, amelyekben az atomok és molekulák térben és időben helyezkednek el. .
Az időkristályok létezésének elméleti alapját 2015-ben Shivaji Sondhi professzor, a Princeton elméleti fizikusa, akkori végzős hallgatója, Vedika Khemani (aki a Nature-ben publikáló Harvard csapatának tagja), valamint Achilleas Lazarides és Roderich Moessner teremtette meg 2015-ben. a drezdai Max Planck Intézet munkatársa.
Egy e-mailes interjúban Shivaji Sondhi professzor elmagyarázta Anuradha Mascarens-nek, hogy milyen jelentőséggel bír egy olyan kristályosztály felépítése, amelyet korábban lehetetlennek tartottak létrehozni.
Mik azok az időkristályok? Miért fontos, hogy létrejöttek?
Az időkristályok olyan rendszerek, ahol a közönséges kristályokban a tér szerepét az idő váltja fel. A közönséges kristályokban nagyon sok atom – elvileg végtelen számú – periodicitást mutat a térben; időkristályokban periodicitást mutatnak az időben. Fontosságuk abban rejlik, hogy a teret az idő helyettesíti – ami új, a nobelista Frank Wilczek elképzelését valósítja meg. Az időkristályok fogalma Wilczektől származik a Massachusettsi Műszaki Egyetemen 1975-ben. Egy közönséges kristályban, mint az asztali sóban, az atomok ismétlődő minta szerint helyezkednek el. A szomszédos atomok közötti kölcsönhatások megőrzik a kristály merevségét, és megakadályozzák, hogy a legkisebb rázkódásnál is semmivé váljon. Nem kellenek-e olyan kristályok is, amelyek időben megtörik a transzlációs szimmetriát? Az atomok az időben mozognak, de ahelyett, hogy folyékonyan vagy folytonosan mozognának, periodikusan mozognak. Ez az ötlet vitákhoz vezetett, hogy létezhetnek-e ilyen kristályok.
KÖZÉNTES KRISTÁLYOK kontra IDŐKRISTÁLYOK: A Princeton kutatói megadták azt az elméleti megértést, amely a Nature című folyóiratban ismertetett időkristályok létrehozásához vezetett két kutatócsoport által. Kép: Emily Edwards, Marylandi Egyetem a Princeton Egyetem sajtóközleményén keresztül. Hogyan változtatja meg az új felfedezés az anyaggal kapcsolatos gondolkodásmódot?
A munka az anyag természetével kapcsolatos legalapvetőbb kérdésekkel foglalkozik. Általában az ember egyensúlyban lévő anyagra gondol – hogyan rendeződik le, ha érintetlen marad. Azok, amelyeket létrehoztak, állandó interakciót foglalnak magukban a külvilággal, de azt tapasztaljuk, hogy nagyon jellegzetes viselkedést mutatnak, amely matematikailag precíz. Ez új a kvantumrendszerben.
Hogyan keletkeztek az időkristályok? Mi lesz a felfedezés után?
Munkánk felfedezte az időkristályok működésének alapvető fizikáját. A felfedezés egy sor fejleményre épül, amely arra a kérdésre irányul, hogy hogyan értjük meg az egyensúlyban lévő és azon kívüli komplex rendszereket – ami központi jelentőségű ahhoz, hogy a fizikusok hogyan magyarázzák a mindennapi világ természetét. Mindkét kísérlet az elmúlt évtizedben végzett rengeteg munkára épül, és inkább a kis kvantumrendszerek vezérlésére. Így bár könnyűnek tűntek, rengeteg munka volt mögötte. Mindkét dolgozat között 26 szerző szerepel! Ezen elméleti tanulmányok eredményeként a kísérletezők két csoportja kísérletet tett időkristályok felépítésére a laboratóriumban. A harvardi csapat egy kísérleti elrendezést alkalmazott, amely egy szintetikus gyémántban mesterséges rácsot hozott létre. A Marylandi Egyetemen egy másik megközelítésben töltött részecskékből álló láncot használtak, amelyet itterbium-ionoknak neveztek.
Azt hiszem, az anyagnak több új fázisát fogjuk látni az ilyen kísérleti munkák során. Nem lesznek mind időkristályok, de megosztják azt a tulajdonságot, hogy nem léteznek, ha az anyagot békén hagyják. Végül is segíthetnek megvédeni az információkat a kvantumszámítógépeknek nevezett futurisztikus eszközökben.
(Részletek az interjúból szerkesztve)
Oszd Meg A Barátaiddal:
