Две години след идеята учените кристализират времето, отварят ново пространство
„Работата разглежда някои от най-фундаменталните въпроси за природата на материята.“
Проф. Шиваджи Сонди Две групи изследователи, базирани в Харвардския университет и Университета на Мериленд, съобщиха в Nature на 9 март, че са създали „кристали на времето“: нещо привидно направо от научната фантастика, включващо структури, в които атомите и молекулите са подредени в пространството и времето. .
Теоретичната основа за съществуването на кристалите на времето е установена през 2015 г. от проф. Шиваджи Сонди, теоретичен физик в Принстън, тогавашната му аспирантка Ведика Кемани (която също беше част от екипа на Харвард, публикуван в Nature), и Ахилиас Лазаридес и Родерих Мьоснер от Института Макс Планк в Дрезден, Германия.
В интервю по имейл проф. Шиваджи Сонди обясни на Анурадха Маскаренхас значението на изграждането на клас кристали, които някога се смяташе за невъзможни за създаване.
Какво представляват кристалите на времето? Защо е важно те да са създадени?
Времевите кристали са системи, при които ролята на пространството в обикновените кристали се заменя с времето. В обикновените кристали много голям брой атоми — по принцип безкраен брой — показват периодичност в пространството; във времето кристали показват периодичност във времето. Тяхното значение се крие в тази замяна на пространството с времето - което е ново, реализирайки идеята на нобелиста Франк Вилчек. Концепцията за кристалите на времето възниква от Уилчек в Масачузетския технологичен институт през 1975 г. В обикновен кристал, подобно на готварската сол, атомите са подредени в повтарящ се модел. Взаимодействията между съседните атоми поддържат кристала твърд и не му позволяват да се разтвори в нищо при най-малкото разклащане. Не трябва ли тогава да има и кристали, които нарушават транслационната симетрия във времето? Атомите се движат във времето, но вместо да се движат по флуиден или непрекъснат начин, те се движат периодично. Това беше идея, която доведе до дебати дали такива кристали могат да съществуват.
ОБИКНОВЕНИТЕ КРИСТАЛИ срещу КРИСТАЛА НА ВРЕМЕТО: Изследователите от Принстън предоставиха теоретичното разбиране, което доведе до създаването на времеви кристали, докладвани в Nature от две групи изследователи. Изображение: Емили Едуардс, Университет на Мериленд чрез съобщение за новини на Принстънския университет. Как новото откритие променя начина на мислене за материята?
Работата разглежда някои от най-фундаменталните въпроси за природата на материята. Обикновено човек мисли за материята в равновесие – как тя се утаява, когато не е докосната. Създадените включват постоянно взаимодействие с външния свят и въпреки това откриваме, че те могат да показват много отличително поведение, което е математически точно. Това е ново за квантовата система.
Как са създадени кристалите на времето? Какво след това откритие?
Нашата работа откри основната физика на това как функционират кристалите на времето. Откритието се основава на набор от разработки, които засягат въпроса как разбираме сложните системи в и извън равновесие - което е от основно значение за това как физиците обясняват природата на ежедневния свят. И двата експеримента се основават на много работа през последното десетилетие и повече върху контролирането на малки квантови системи. Така че, докато те направиха това да изглежда лесно, зад него имаше много работа. И двата доклада имат по 26 автора! В резултат на тези теоретични изследвания две групи експериментатори започнаха да се опитват да изградят времеви кристали в лабораторията. Екипът от Харвард използва експериментална настройка, която включва създаване на изкуствена решетка в синтетичен диамант. Различен подход в Университета на Мериленд използва верига от заредени частици, наречени итербиеви йони.
Мисля, че ще видим още нови фази на материята, произведени от този вид експериментална работа. Те няма да бъдат всички времеви кристали, но ще споделят особеността, че не съществуват, ако материята бъде оставена сама. Те също така в крайна сметка могат да помогнат за защитата на информацията във футуристични устройства, известни като квантови компютри.
(Редактирани откъси от интервю)
Споделете С Приятелите Си:
