Фізики викривили час усередині алмазу і створили новий стан матерії

Перший темпоральний кристал або кристал часуамериканські фізики створили 9 років тому і відтоді триває вивчення цього незвичайного стану матерії. Тепер же вчені зробили новий прорив у квантовій фізиці, створивши новий стан матерії, який кидає виклик традиційним уявленням про рух і час. Він має назву квазікристал часу і є новою формою темпорального кристала. Фізики вважають, що їхнє досягнення може здійснити революцію в квантових обчисленнях і точному вимірюванні часу, а також у зберіганні квантової інформації. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review X, пише SciTechDaily.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Кристали часу — що це?

Для початку важливо розуміти, що собою являють темпоральні кристали або кристали часу. Кристали в просторі являють собою систему з постійним розташуванням атомів на великих відстанях. Тому кристали схожі на дорогоцінні камені за своїм виглядом. Фізики розглядають простір і час на одному й тому ж рівні. Але крім кристалів у просторі існують і кристали в часі. Їхні властивості змінюються періодично в часі.

Відомий усім алмаз має форму кристала завдяки тому, що має високоорганізовану атомну структуру. Атоми вуглецю в алмазі взаємодіють один з одним, утворюючи повторювані, передбачувані візерунки. Ці атоми повторюють свої візерунки в просторі, в нових кристалах часу атоми повторюють візерунки з часом. Іншими словами, вони вібрують на постійних частотах, що робить їх кристалізованими в чотирьох вимірах: трьох вимірах простору й одному вимірі часу.

Новий стан матерії

Кристали часу схожі на годинники, які ніколи не потрібно заводити або ж їм не потрібні батарейки. Теоретично такі кристали мають існувати вічно, але на практиці вони дуже тендітні й руйнуються з плином часу. Тепер же фізики створили абсолютно новий стан матерії — квазікристали часу або квазітемпоральні кристали.

Квазікристали як такі являють собою речовину, що має високоорганізовану атомну структуру, хоча їхні атоми не слідують за одними й тими самими закономірностями в кожному вимірі. Квазікристали часу вібрують на різних частотах у різних вимірах.

Фізики створили квазікристали часу всередині невеликого шматка алмазу. Потім вони піддали його впливу високоенергетичних лазерів, що допомогло вибити атоми вуглецю і залишилися мікроскопічні порожнечі. Коли електрони переміщалися в ці порожнечі, вони починали взаємодіяти на квантовому рівні з сусідніми частинками.

Квазікристали часу складаються з більш ніж мільйона таких пустот в алмазі. Кожен квазікристал має розмір приблизно один мікрометр завширшки.

Потенційне використання квазікристалів часу

Сам факт існування квазікристалів часу підтверджує деякі основні теорії квантової фізики, але вони можуть мати і практичне застосування.

За словами вчених, оскільки квазікристали часу чутливі до квантових сил, таких як магнетизм, вони можуть служити довговічними квантовими датчиками, яким ніколи не потрібна підзарядка. Це, зі свого боку, передбачає, що вони також можуть прокласти шлях до точного вимірювання часу. Також фізики вважають, що квазікристали часу можна використовувати для зберігання квантової пам'яті протягом тривалих періодів часу в квантових комп'ютерах. По суті це може бути квантовий аналог оперативної пам'яті у звичайних комп'ютерах.

Як уже писав Фокус, нова технологія спрямовує звук прямо у вуха, щоб ніхто поруч його не чув і для цього не потрібні навушники. Вчені створили звук, який може згинатися в просторі і потрапляти тільки у ваші вуха.

Також Фокус писав про те, що фізики змогли розкрити секрет надкритичного стану води, коли вона одночасно перебуває в газоподібній і рідкій формі.