Godine 2012, fizičar MIT-a Frank Wilczek primijetio je da zakoni fizike također imaju vremensku simetriju. To znači da bi svaki eksperiment ponovljen kasnije trebao dati isti rezultat. Wilczek je povukao analogiju sa normalnim kristalima, ali u dimenziji vremena, nazivajući ovu spontanu simetriju koja se prekida u vremenu vremenski kristal. Nakon nekoliko godina, fizičari su ga konačno uspjeli izgraditi.
“Vremenski kristali pokrivaju dio granice između dva svijeta. Možda možemo naučiti kako ukloniti granicu detaljnim proučavanjem vremenskih kristala.”, rekao je Samuli Autti, vodeći naučnik projekta na Univerzitetu Lancaster u Ujedinjenom Kraljevstvu.
U novoj studiji, Autti i njegov tim koristili su "magnonce" da kreiraju svoj vremenski kristal. Magnoni su kvazičestice koje nastaju u kolektivnom stanju grupe atoma. U ovom slučaju, grupa fizičara je uzela helijum-3 (atom helijuma sa dva protona, ali samo jednim neutronom) i ohladila ga na deset hiljada delova stepena iznad apsolutne nule. Na ovoj temperaturi, helijum-3 se pretvorio u Bose-Einstein kondenzat, gdje svi atomi imaju zajedničko kvantno stanje i rade zajedno jedni s drugima. U ovom kondenzatu, svi spinovi elektrona u helijumu-3 su povezani i rade zajedno, generišući talase magnetne energije - magnone. Ovi talasi su beskrajno prskali napred-nazad, pretvarajući se u vremenski kristal.
Autijev tim je uzeo dvije grupe magnona, od kojih je svaka djelovala kao poseban vremenski kristal, i približio ih dovoljno da mogu utjecati jedni na druge. Kombinovani sistem magnona delovao je kao jedan vremenski kristal sa dva različita stanja.
Cilj ovog eksperimenta je stvaranje stabilnog radnog sistema vremenskih kristala koji bi se mogao koristiti za kvantno računanje. U klasičnim računarskim sistemima, osnovna jedinica informacije je bit, koji može imati stanje 0 ili 1, dok u kvantnom računarstvu svaki "kubit" može biti na više od jednog mesta u isto vreme, što omogućava mnogo više proračuna da se biti izvedena.
„To bi moglo značiti da se vremenski kristali mogu koristiti kao gradivni blok za kvantne uređaje koji rade i izvan laboratorija. U takvom poduhvatu, sistem na dva nivoa koji smo kreirali bit će glavni gradivni element.", - rekao je Auti.
Ovaj rad je trenutno veoma daleko od funkcionalnog kvantnog kompjutera, ali otvara zanimljive pravce istraživanja. U stvari, fizičari su stvorili sistem od dva povezana vremenska kristala, koji su čudni kvantni sistemi zaglavljeni u beskonačnoj petlji na koju ne važe normalni zakoni termodinamike. Ako naučnici mogu manipulisati sistemom od dva vremenska kristala bez uništavanja njegovih kvantnih stanja, mogli bi potencijalno izgraditi veće sisteme vremenskih kristala koji bi bili pravi računarski uređaji.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pročitajte također: