Kuantum olasılıklarının sınırlarını zorlama çabalarında, St. Louis’deki Washington Üniversitesi Sanat ve Bilimlerdeki fizikçiler, ortak hareket ve zaman algılarına meydan okuyan yeni bir “zaman kristali” türü yarattı.
Washu araştırma ekibi Kater Murch, Charles M. Hohenberg Fizik Profesörü, Chong Zu, Fizik Yardımcı Doçenti ve Zu’nun lisansüstü öğrencileri Guanghui He, Ruotian “Reginald” Gong, Changyu Yao ve Zhongyuan Liu. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Harvard Üniversitesi Norman Yao’dan Bingtian Ye, dergide yayınlanan araştırmanın yazarıdır. Fiziksel İnceleme X.
Zu, o ve siz başarıları ve bir kristalde zaman almanın sonuçları hakkında konuştunuz.
Time Crystal nedir?
Bir zaman kristalini anlamak için, elmas veya kuvars gibi tanıdık kristalleri düşünmeye yardımcı olur. Bu mineraller şekillerini borçludur ve son derece organize yapılarına parlarlar. Bir elmastaki karbon atomları, tekrarlanan, öngörülebilir desenler oluşturmak için birbirleriyle etkileşime girer.
Zu, uzayda normal bir kristal tekrar desenlerindeki atomlara benzer şekilde, bir zaman içinde kristal tekrar desenlerindeki parçacıklar. Başka bir deyişle, sabit frekanslarda titreşir veya “işaretler”, onları dört boyutta kristalize ederler: üç fiziksel boyut artı zamanın boyutu.
Time Crystal’i özel yapan nedir?
Zaman kristalleri asla sarma veya pillere ihtiyaç duymayan bir saat gibidir. “Teoride sonsuza dek devam edebilmeli,” dedi Zu. Uygulamada, zaman kristalleri kırılgandır ve çevreye duyarlıdır. “Kristallerimizde ayrılmadan önce yüzlerce döngüyü gözlemleyebildik, bu etkileyici.”
Zaman kristalleri bir süredir var; Birincisi 2016 yılında Maryland Üniversitesi’nde kuruldu. Washu liderliğindeki ekip, daha da inanılmaz bir şey inşa etmek için bir adım daha ileri gitti: bir zaman QuasicryStal. “Bu tamamen yeni bir maddenin aşaması,” dedi Zu.
Bir zaman quasicrystal bir zaman kristalinden nasıl farklıdır?
Malzeme biliminde, quasicrystals, atomları her boyutta aynı paternleri takip etmemesine rağmen, son zamanlarda yüksek oranda organize edilmiş maddeler keşfedilir. Aynı şekilde, zaman quasicrystals’ın farklı boyutları farklı frekanslarda titreşiyor, gazetenin baş yazarı He. Ritimler çok hassas ve son derece organize, ancak tek bir nottan daha çok bir akor gibi. “Gerçek bir zaman quasicrystal yaratan ilk grup olduğumuza inanıyoruz” dedi.
Zaman QuasicryStals nasıl oluşturulur?
Ekip, quasicrystals’larını küçük, milimetre boyutlu bir elmas parçasının içine inşa etti. Daha sonra elmasları, karbon atomlarını devirecek kadar güçlü olan azot kirişleriyle bombaladılar ve atom büyüklüğünde boş alanlar bıraktılar. Elektronlar bu alanlara taşınır ve her elektronun komşularıyla kuantum düzeyinde etkileşimleri vardır. Zu ve meslektaşları kuantum elmas mikroskobu oluşturmak için benzer bir yaklaşım kullandılar.
Kuasikrystals zaman, elmastaki bu boş pozisyonlardan bir milyondan oluşur. Her quasicrystal kabaca bir mikrometre (milimetrenin binde biri), bu da mikroskop olmadan görülemeyecek kadar küçüktür. Ye, “Kuasikrystals zamanlarında ritimleri başlatmak için mikrodalga darbeleri kullandık.” Dedi. “Mikrodalgalar zaman içinde sipariş yaratmaya yardımcı olur.”
Zaman kristallerinin veya kuasikrystallerin potansiyel kullanımları nelerdir?
Zu, sadece zaman kristalleri ve kuasikrystals varlığının bazı temel teorilerini doğrular, bu yüzden bu şekilde yararlı olduklarını söyledi. Ancak pratik uygulamaları da olabilir. Manyetizma gibi kuantum kuvvetlerine duyarlı oldukları için, zaman kristalleri asla şarj edilmesi gereken uzun ömürlü kuantum sensörleri olarak kullanılabilir.
Zaman kristalleri ayrıca hassas zaman işleyişine yeni bir yol sunar. Saat ve elektronikte kuvars kristal osilatörler sürüklenme ve kalibrasyon gerektirir. Bir zaman kristali, aksine, minimum enerji kaybı ile tutarlı bir kene koruyabilir. Kuasikrystal sensörü bir zaman, aynı anda çoklu frekansları ölçebilir ve bir kuantum malzemenin ömrünün daha dolgun bir resmini oluşturabilir. İlk olarak, araştırmacıların sinyalin nasıl okunacağını ve izleneceğini daha iyi anlamaları gerekir. Henüz bir zaman kristali ile tam olarak zaman söyleyemezler; Sadece işaretleyebilirler.
Zaman kristalleri teorik olarak enerji kaybetmeden sonsuza dek işaretleyebilir, kuantum bilgisayarlar için güçlerini kullanmaya çok ilgi vardır. Zu, “Kuantum belleğini uzun süre saklayabilirler, aslında kuantum RAM analogu gibi,” dedi Zu. “Bu tür bir teknolojiden çok uzaktayız, ancak QuasicryStal zaman yaratmak önemli bir ilk adımdır.”
