I 2012 bemerket MIT-fysiker Frank Wilczek at fysikkens lover også har tidssymmetri. Dette betyr at ethvert forsøk som gjentas senere skal gi samme resultat. Wilczek trakk en analogi med normale krystaller, men i tidsdimensjonen, og kalte denne spontane tidsbrytende symmetrien en tidskrystall. Etter noen år kunne fysikere endelig bygge den.
«Tidskrystallene dekker deler av grensen mellom de to verdenene. Kanskje vi kan lære hvordan vi fjerner grensen ved å studere tidskrystallene i detalj.», sa Samuli Autti, prosjektets ledende vitenskapsmann ved Lancaster University i Storbritannia.
I den nye studien brukte Autti og teamet hans "magnons" for å lage sin tidskrystall. Magnoner er kvasipartikler som oppstår i den kollektive tilstanden til en gruppe atomer. I dette tilfellet tok en gruppe fysikere helium-3 (et heliumatom med to protoner, men bare ett nøytron) og avkjølte det til innen ti tusendeler av en grad over absolutt null. Ved denne temperaturen har helium-3 blitt til et Bose-Einstein-kondensat, der alle atomer har en felles kvantetilstand og fungerer i samspill med hverandre. I dette kondensatet er alle elektronspinn i helium-3 koblet og jobber sammen, og genererer bølger av magnetisk energi - magnoner. Disse bølgene sprutet uendelig frem og tilbake, og ble til en tidskrystall.
Auttis team tok to grupper med magnoner, som hver fungerte som en egen tidskrystall, og brakte dem nær nok til at de kunne påvirke hverandre. Det kombinerte systemet av magnoner fungerte som engangskrystall med to distinkte tilstander.
Målet med dette eksperimentet er å lage et stabilt arbeidssystem av tidskrystaller som kan brukes til kvanteberegning. I klassiske datasystemer er den grunnleggende informasjonsenheten en bit, som kan ha en tilstand på 0 eller 1, mens i kvanteberegning kan hver "qubit" være på mer enn ett sted samtidig, noe som tillater mange flere beregninger. utføres.
"Dette kan bety at tidskrystaller kan brukes som byggestein for kvanteenheter som også fungerer utenfor laboratoriet. I et slikt foretak vil to-nivåsystemet laget av oss være hovedbyggesteinen.", - sa Autti.
Dette arbeidet er for tiden veldig langt fra en fungerende kvantedatamaskin, men det åpner interessante forskningsretninger. Faktisk har fysikere laget et system av to sammenkoblede tidskrystaller, som er merkelige kvantesystemer som sitter fast i en uendelig sløyfe som termodynamikkens normale lover ikke gjelder. Hvis forskere kan manipulere et system med to tidskrystaller uten å ødelegge dets kvantetilstander, kan de potensielt bygge større tidskrystallsystemer som vil være sanne dataenheter.
Du kan hjelpe Ukraina med å kjempe mot de russiske inntrengerne. Den beste måten å gjøre dette på er å donere midler til Ukrainas væpnede styrker gjennom Redd livet eller via den offisielle siden NBU.
Les også: