Ученые создали первый в своем роде пространственно-временной кристалл

Ученые создали первый в своем роде пространственно-временной кристалл

Ученые из университета Мэриленда (University of Maryland) и Калифорнийского университета в Беркли (University of California-Berkeley) успешно создали нечто, создание чего считалось ранее теоретически невозможным.

Этим нечто является цепочка ионов, которая представляет собой первое воплощение так называемого пространственно-временного кристалла, кристалла, структура которого состоит из элементов, повторяющихся не только в пространстве, но и во времени. Само существование таких кристаллов нарушает некоторые из фундаментальных физических законов, что служит причиной возникновения ряда экзотических эффектов.

К примеру, часы, построенные на базе такого кристалла, будут “тикать” и после тепловой смерти Вселенной, в момент, когда все движение прекратится и время, по мнению некоторых ученых, попросту остановится.

В то время, как обычные кристаллы имеют кристаллическую решетку, состоящую из одинаковых чередующих элементов, пространственно-временной кристалл находится в движении, возвращаясь к определенному виду через равные промежутки времени.

При этом, для обеспечения движения элементов пространственно-временного кристалла и изменения его структуры не требуется никакой энергии, черпаемой из внешнего источника.

Теоретическую возможность создания таких кристаллов в 2012 году обосновал Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek), физик из Массачусетского технологического института, хотя большинство других ученых отрицало и продолжает отрицать эту возможность.

Созданный учеными временной кристалл представляет собой квантовую кольцевую систему, состоящую из атомов иттербия, которые могут вращаться в двух направлениях, вверх или вниз. Используя свет лазера, ученые контролировали направление вращения ионов, находящихся в одной из половин круглой цепочки.

В созданной квантовой системе вращение каждого оказывает воздействие на соседние ионы и такое влияние привело к тому, что “перевернутые” ионы, пройдя в большинстве случаев полный круг, возвращаются в свое исходное состояние. При этом, время возврата в исходное состояние ровно в два раза превышает время, затраченное ионом на прохождение пути от условного начала круга до точки его “переворачивания”.

Ученые выяснили, что ионы возвращаются к оригинальной ориентации направления их вращения всегда с одинаковой скоростью, которая не зависит от момента времени и точки пространства. Это, в свою очередь, указывает на то, что квантовая система реагирует строго определенным образом на “возмущения” в ее состоянии.

И все это очень напоминает поведение атомов в кристаллической решетке кристалла, которые сдвигаются со своего места под каким-либо внешним воздействием.

Создание первого образца пространственно-временного кристалла имеет огромное значение для физики из-за того, что существование такого кристалла нарушает фундаментальное физическое понятие, симметрию.

А дальнейшие исследования в данном направлении могут привести к выявлению некоторых совершенно новых законов физики и квантовой механики, на базе которых можно будет создать технологии, которые сейчас можно считать чем-то из разряда научной фантастики.

Взято с http://dailytechinfo.org

Следующая новость
Предыдущая новость

Лучший выбор видеокамер для наблюдения Секреты новогодней фотосъемки Обувь от самых знаменитых брендов современности Создания слайд шоу на День Рождения Смотрите свои любимые фильмы без ограничений