V roce 2012 fyzik z MIT Frank Wilczek poznamenal, že fyzikální zákony mají také časovou symetrii. To znamená, že jakýkoli později opakovaný experiment by měl poskytnout stejný výsledek. Wilczek nakreslil analogii s normálními krystaly, ale v dimenzi času, nazval tuto spontánní symetrii prolomení času časovým krystalem. Po několika letech jej fyzikové dokázali konečně postavit.
„Časové krystaly pokrývají část hranice mezi dvěma světy. Možná se můžeme naučit, jak odstranit hranici, podrobným studiem časových krystalů.“, řekl Samuli Autti, hlavní vědec projektu na Lancaster University ve Spojeném království.
V nové studii Autti a jeho tým použili "magnony" k vytvoření svého časového krystalu. Magnony jsou kvazičástice, které vznikají v kolektivním stavu skupiny atomů. V tomto případě skupina fyziků vzala helium-3 (atom helia se dvěma protony, ale pouze jedním neutronem) a ochladila ho na deset tisícin stupně nad absolutní nulou. Při této teplotě se helium-3 proměnilo v Bose-Einsteinův kondenzát, kde všechny atomy mají společný kvantový stav a pracují ve vzájemné shodě. V tomto kondenzátu jsou všechny spiny elektronů v heliu-3 propojeny a spolupracují a vytvářejí vlny magnetické energie - magnony. Tyto vlny nekonečně šplouchaly sem a tam a proměňovaly se v krystal času.
Auttiho tým vzal dvě skupiny magnonů, z nichž každá fungovala jako samostatný časový krystal, a přivedl je dostatečně blízko, aby se mohli navzájem ovlivňovat. Kombinovaný systém magnonů se choval jako jeden časový krystal se dvěma odlišnými stavy.
Cílem tohoto experimentu je vytvořit stabilní fungující systém časových krystalů, který by mohl být použit pro kvantové výpočty. V klasických počítačových systémech je základní jednotkou informace bit, který může mít stav 0 nebo 1, zatímco v kvantovém počítání může být každý „qubit“ na více než jednom místě současně, což umožňuje mnohem více výpočtů. bude provedeno.
"To by mohlo znamenat, že časové krystaly mohou být použity jako stavební blok pro kvantová zařízení, která fungují i mimo laboratoř. V takovém podniku bude hlavním stavebním kamenem námi vytvořený dvouúrovňový systém.“,- řekl Autti.
Tato práce má v současnosti k fungujícímu kvantovému počítači velmi daleko, ale otevírá zajímavé směry výzkumu. Ve skutečnosti fyzici vytvořili systém dvou spojených časových krystalů, což jsou podivné kvantové systémy uvízlé v nekonečné smyčce, na kterou neplatí normální zákony termodynamiky. Pokud vědci mohou manipulovat se systémem dvou časových krystalů, aniž by zničili jeho kvantové stavy, mohli by potenciálně vybudovat větší systémy časových krystalů, které by byly skutečnými výpočetními zařízeními.
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přečtěte si také: