текст
Ученые впервые зафиксировали взаимодействие кристаллов времени
Существование кристаллов времени было подтверждено всего несколько лет назад, но физики уже сделали довольно большой прорыв. Впервые в истории они смогли пронаблюдать за взаимодействием новой материи.
В сверхтекучем гелии-3 два временных кристалла обмениваются квазичастицами, не нарушая их когерентности. Достижение, которое, по словам ученых, открывает возможности для новых областей науки, таких как квантовая обработка информации.
Кристаллы времени выглядят так же, как обычные кристаллы, но обладают дополнительным, особенным свойством. В обычных кристаллах атомы расположены в фиксированной трехмерной сеточной структуре, как атомная решетка кристалла алмаза или кварца. Эти повторяющиеся решетки могут различаться по конфигурации, но они почти не перемещаются, лишь пространственно повторяются.
Во временных кристаллах атомы ведут себя немного иначе. Они колеблются, вращаясь сначала в одном направлении, а затем в другом. Эти колебания, называемые «тиканьем», привязаны к определенной регулярной частоте. Если структура обычных кристаллов повторяется в пространстве, то кристаллы времени повторяются в пространстве и времени.
Теоретически, временные кристаллы имеют самое низкое возможное энергетическое состояние, известное как основное состояние, поэтому они стабильны и колеблются в течение длительных периодов времени. Ученые могут воспользоваться этим, но им необходимо сохранять согласованность между кристаллами.
В рамках экспериментов они охлаждали гелий-3 — стабильный изотоп гелия с двумя протонами, но всего одним нейтроном — до одной десятитысячной степени абсолютного нуля, создавая сверхтекучую жидкость с нулевой вязкостью и низким давлением.
В этой среде два временных кристалла возникли как пространственно различные конденсаты Бозе Эйнштейна квазичастиц. Магноны не являются настоящими частицами, они состоят из коллективного возбуждения спина электронов — подобно волне, которая распространяется через решетку спинов. Когда физики позволили двум временным кристаллам соприкоснуться, они обменялись частицами, что изменило колебание на противоположную фазу без ущерба для колебания.
Результаты согласуются с явлением сверхпроводимости, известным как эффект Джозефсона, при котором ток течет между двумя частями сверхпроводящего материала, разделенными тонким изолятором, известным как джозефсоновский переход. Эти структуры — одна из нескольких, которые исследуются для создания кубитов, основных единиц информации в квантовом компьютере.
Кристаллы времени выглядят так же, как обычные кристаллы, но обладают дополнительным, особенным свойством. В обычных кристаллах атомы расположены в фиксированной трехмерной сеточной структуре, как атомная решетка кристалла алмаза или кварца. Эти повторяющиеся решетки могут различаться по конфигурации, но они почти не перемещаются, лишь пространственно повторяются.
Во временных кристаллах атомы ведут себя немного иначе. Они колеблются, вращаясь сначала в одном направлении, а затем в другом. Эти колебания, называемые «тиканьем», привязаны к определенной регулярной частоте. Если структура обычных кристаллов повторяется в пространстве, то кристаллы времени повторяются в пространстве и времени.
Теоретически, временные кристаллы имеют самое низкое возможное энергетическое состояние, известное как основное состояние, поэтому они стабильны и колеблются в течение длительных периодов времени. Ученые могут воспользоваться этим, но им необходимо сохранять согласованность между кристаллами.
В рамках экспериментов они охлаждали гелий-3 — стабильный изотоп гелия с двумя протонами, но всего одним нейтроном — до одной десятитысячной степени абсолютного нуля, создавая сверхтекучую жидкость с нулевой вязкостью и низким давлением.
В этой среде два временных кристалла возникли как пространственно различные конденсаты Бозе Эйнштейна квазичастиц. Магноны не являются настоящими частицами, они состоят из коллективного возбуждения спина электронов — подобно волне, которая распространяется через решетку спинов. Когда физики позволили двум временным кристаллам соприкоснуться, они обменялись частицами, что изменило колебание на противоположную фазу без ущерба для колебания.
Результаты согласуются с явлением сверхпроводимости, известным как эффект Джозефсона, при котором ток течет между двумя частями сверхпроводящего материала, разделенными тонким изолятором, известным как джозефсоновский переход. Эти структуры — одна из нескольких, которые исследуются для создания кубитов, основных единиц информации в квантовом компьютере.
Фото: Steve Story Photography/Getty Images
Наука
Светлана Белякова
Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
У Галапагосских островов нашли 30 новых видов глубоководных организмов 
Ученые находят микропластик в каждом образце человеческих органов 
