Зафиксировано первое в истории наблюдение взаимодействия «кристаллов времени»

Впервые в истории ученые стали свидетелями взаимодействия новой фазы материи, известной как «кристаллы времени», сообщает phys.org.

Доктор Самули Отти, ведущий автор из Ланкастерского университета, сказал: «Управление взаимодействием двух временных кристаллов — это большое достижение. До этого никто не наблюдал два кристалла времени в одной и той же системе, не говоря уже о том, чтобы наблюдать их взаимодействие. Контролируемые взаимодействия-это пункт Номер один в списке желаний любого, кто хочет использовать кристалл времени для практических применений, таких как квантовая обработка информации».

Кристаллы времени отличаются от стандартных — таких кристаллы металлов или горных пород, которые состоят из атомов, расположенных в регулярно повторяющемся узоре в пространстве.

Впервые теоретически описанные в 2012 году нобелевским лауреатом Франком Вильчеком и идентифицированные в 2016 году, кристаллы времени демонстрируют странное свойство находиться в постоянном, повторяющемся движении во времени, несмотря на отсутствие внешнего входа. Их атомы постоянно колеблются, вращаются или движутся сначала в одном направлении, а затем в другом.

Международная группа исследователей из Ланкастера, Йеля, Лондонского Королевского университета Холлоуэя и Университета Аалто в Хельсинки наблюдала кристаллы времени с помощью гелия-3, который является редким изотопом гелия с одним отсутствующим нейтроном. Эксперимент проводился в Университете Аалто.

 

Они охлаждали сверхтекучий гелий-3 с точностью до одной десятитысячной градуса от абсолютного нуля (0,0001 К или -273,15°С). Затем исследователи создали два кристалла времени внутри сверхтекучей жидкости и позволили им соприкоснуться.

Ученые наблюдали, как два временных кристалла взаимодействуют и обмениваются составляющими частицами, перетекающими из одного временного кристалла в другой и обратно—явление, известное как эффект Джозефсона.

Кристаллы времени имеют большой потенциал для практического применения. Они могли бы быть использованы для совершенствования современной технологии атомных часов — сложных часов, которые сохраняют самое точное время, которое мы можем достичь. Они также могли бы усовершенствовать такие технологии, как гироскопы, и системы, которые полагаются на атомные часы, такие как GPS.

Открытие, опубликованное в Nature Materials, может привести к применению в квантовой обработке информации.

На заглавном фото: Вращающийся холодильник в Университете Аалто.
Источник: Университет Аалто / Микко Раскинен