Две године након идеје, научници кристалишу време, отварају нови простор

„Рад се бави неким од најосновнијих питања о природи материје.“

Проф. Схиваји Сондхи

Две групе истраживача, са седиштем на Универзитету Харвард и Универзитету Мериленд, објавиле су у часопису Натуре 9. марта да су створиле „временске кристале“: нешто наизглед равно из научне фантастике, са структурама у којима су атоми и молекули распоређени у простору и времену. .

Теоријску основу за постојање временских кристала успоставили су 2015. године професор Схиваји Сондхи, теоријски физичар са Принстона, његов тадашњи дипломирани студент Ведика Кхемани (који је такође био део харвардског тима који је објављивао у часопису Натуре), и Ахилеас Лазаридес и Родерицх Моесснер Института Макс Планк у Дрездену, Немачка.

У интервјуу е-поштом, професор Схиваји Сондхи је објаснио Анурадхи Масцаренхасу значај изградње класе кристала за које се некада сматрало да је немогуће створити.

Шта су временски кристали? Зашто је важно да су створени?

Временски кристали су системи у којима је улога простора у обичним кристалима замењена временом. У обичним кристалима, веома велики број атома — у принципу бесконачан број — показује периодичност у простору; у временским кристалима показују периодичност у времену. Њихов значај лежи у овој замени простора временом — што је ново, остварујући идеју нобелисте Франка Вилчека. Концепт временских кристала настао је од Вилчека на Технолошком институту у Масачусетсу 1975. У обичном кристалу, попут кухињске соли, атоми су распоређени у обрасцу који се понавља. Интеракције између суседних атома држе кристал крутим и спречавају га да се раствара у ништа при најмањем потресу. Зар онда не би требало да постоје и кристали који временом нарушавају транслациону симетрију? Атоми се крећу у времену, али уместо да се крећу на флуидан или континуиран начин, они се крећу на периодичан начин. Била је то идеја која је довела до дебата да ли такви кристали могу постојати.

ОБИЧНИ КРИСТАЛИ против ВРЕМЕНСКИХ КРИСТАЛА: Истраживачи са Принстона пружили су теоријско разумевање које је довело до стварања временских кристала о којима су у Натуре-у објавиле две групе истраживача. Слика: Емили Едвардс, Универзитет Мериленд преко саопштења за штампу Универзитета Принстон.

Како ново откриће мења начин размишљања о материји?

Рад се бави неким од најосновнијих питања о природи материје. Обично се размишља о материји у равнотежи - како се таложи када је не додирне. Оне које су створене укључују сталну интеракцију са спољним светом, а ипак откривамо да могу показати веома осебујно понашање које је математички прецизно. Ово је ново за квантни систем.

Како су настали временски кристали? Шта после овог открића?

Наш рад је открио суштинску физику функционисања временских кристала. Откриће се заснива на низу развоја који се баве питањем како разумемо сложене системе у равнотежи и ван ње - што је централно важно за то како физичари објашњавају природу свакодневног света. Оба експеримента се заснивају на много посла током протекле деценије и више на контроли малих квантних система. Иако су учинили да то изгледа лако, иза тога је било много посла. Оба рада имају по 26 аутора! Као резултат ових теоријских студија, две групе експериментатора су почеле да покушавају да изграде временске кристале у лабораторији. Тим са Харварда користио је експерименталну поставку која је укључивала стварање вештачке решетке у синтетичком дијаманту. Други приступ на Универзитету Мериленд користио је ланац наелектрисаних честица званих итербијум јони.

Мислим да ћемо видети још нових фаза материје произведене овом врстом експерименталног рада. Неће сви бити временски кристали, али ће делити особину да не постоје ако се материја остави сама. Они такође на крају могу помоћи у заштити информација у футуристичким уређајима познатим као квантни рачунари.

(Уређени изводи из интервјуа)

Подели Са Пријатељима: