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.
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.
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.