Физикам впервые удалось наблюдать взаимодействие кристаллов времени
Команде физиков удалось получить два «кристалла времени» и наблюдать их взаимодействие.
Результаты исследования опубликованы в Nature Materials, кратко об этом сообщает ScienceAlert.
«Управление взаимодействием двух временных кристаллов - это большое достижение. До этого никто не наблюдал два темпоральных кристалла в одной и той же системе, не говоря уже о том, чтобы видеть их взаимодействие», – отметил физик и ведущий автор исследования Сэмюли Аутти из Ланкастерского университета в Великобритании.
Кристаллы времени (темпоральные кристаллы) выглядят так же, как обычные, но у них есть особое свойство. В обычных кристаллах атомы расположены в фиксированной трехмерной сетчатой структуре, подобной атомной решетке кристалла алмаза или кварца. В кристаллах времени атомы колеблются, вращаясь сначала в одном направлении, а затем в другом. Если структура обычных кристаллов повторяется в пространстве, то структура временных кристаллов повторяется в пространстве и времени.
Исследователи охладили гелий-3 до температур, близких к абсолютному нулю, и перевели его в сверхжидкое состояние. Затем они поместили сосуд с гелием между двумя мощными магнитами. Из-за воздействия магнитного поля в толще жидкого гелия и у его поверхности возникло два скопления магнонов – квазичастиц, которые отвечают за перенос магнитных взаимодействий. Эти скопления вели себя как темпоральные кристаллы: внутри них спонтанно возникали магнитные колебания длительностью до трех секунд,не зависящие по своим характеристикам от внешних процессов.
Затем ученым удалось наблюдать взаимодействия темпоральных кристаллов. Оказалось, они обменивались магнонами друг с другом, в результате чего внутри них появлялись новые колебания, направленные в противоположную сторону от изначальной.
Эти наблюдения, отмечают физики, открывают дорогу для практического использования темпоральных кристаллов, а также могут помочь в исследовании того, как гравитационные поля влияют на поведение квантовых объектов. «Наши результаты показывают, что кристаллы времени подчиняются общей динамике квантовой механики и дают основу для дальнейшего исследования фундаментальных свойств этих фаз, открывая пути для возможного применения в развивающихся областях, таких как квантовая обработка информации», – пишут исследователи.
Что такое квантовые технологии и для чего они нужны, читайте в материале канала «Наука».
Фото: условное изображение кристалла, Unsplash.com