Новый временной квазикристалл: прорыв в квантовой физике

Ученые создали новую форму кристалла, которая демонстрирует вечное движение без затрат энергии. Такой феномен ранее наблюдался у временных кристаллов, где атомы образуют повторяющийся ритм во времени, подобно самозаведенным часам, однако остаются чрезвычайно чувствительными к внешним воздействиям.
Новый временной квазикристалл: прорыв в квантовой физике
Изображение носит иллюстративный характер

Стандартные временные кристаллы представляют собой новую фазу материи, в которой атомы постоянно движутся, повторяя заданный ритм. В отличие от обычных кристаллов, демонстрирующих периодическое повторение пространственного узора, временные кристаллы осуществляют циклические движения в течение времени.

Исследователи разработали уникальную форму – временной квазикристалл, атомное расположение в котором упорядочено, но не повторяется периодически. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review X, подтверждают, что квазикристаллы являются упорядоченными, но, судя по всему, не периодичными, что выводит их за рамки традиционного понимания временных ритмов.

Для создания временного квазикристалла был выбран образец алмаза размером в один миллиметр. При мощной бомбардировке азотом атомы углерода вытеснялись, оставляя за собой пустые пространства, которые затем заполнялись электронами, вступавшими в квантовые взаимодействия с соседними частицами. Каждая структура включает более одного миллиона пустот, размер каждой из которых около одного микрометра.

Микроволновые импульсы использовались для включения «ритма» в квазикристалле, что позволило активировать его уникальный временной порядок. Как отметил Bingtian Ye из MIT: «Микроволны помогают создавать порядок во времени», что стало ключевым этапом в достижении синхронности движений атомов внутри структуры.

Ведущую роль в исследовании сыграл Чонг Цзу, доцент физического факультета Вашингтонского университета в Сент-Луисе, который акцентировал потенциал применения временных кристаллов для хранения квантовой памяти. Совместно с Bingtian Ye они разработали методологию, позволившую реализовать эксперимент по созданию временного квазикристалла.

Создание новой фазы материи не только подтверждает фундаментальные принципы квантовой механики, но и открывает перспективы для разработки сверхточных хронометров, квантовых вычислительных систем и датчиков, способных регистрировать мельчайшие изменения в окружающей среде, включая магнитные поля.

Аналогичные проекты, такие как эксперименты с временными кристаллами в квантовом компьютере Google и синтез наибольшего квазикристалла по заключению спорных договоренностей, подчеркивают растущую тенденцию к исследованию неординарных фаз материи и возможностей управления временем на квантовом уровне.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка