We zijn zojuist weer een stap dichter bij tijdkristallen gekomen die praktische toepassingen kunnen hebben.
Produceer een nieuw experimenteel werk bij kamertemperatuur tijdkristal In een systeem dat niet geïsoleerd is van zijn omgeving.
De onderzoekers zeggen dat dit de weg vrijmaakt voor tijdkristallen op chipschaal die kunnen worden gebruikt in reële omstandigheden, ver van de dure laboratoriumapparatuur die nodig is om ze draaiende te houden.
“Wanneer je experimentele systeem energie uitwisselt met zijn omgeving, werken dissipatie en ruis samen om de chronologische volgorde te vernietigen”, Ingenieur Hussein Taheri zegt: van de Universiteit van Californië, Riverside.
“In ons optische platform vindt het systeem een balans tussen winst en verlies voor het creëren en onderhouden van tijdkristallen.”
Tijdkristallen, ook wel ruimte-tijdkristallen genoemd, waarvan het bestaan pas een paar jaar geleden al is bevestigd, zijn net zo fascinerend als de naam doet vermoeden. Het is een fase van materie die veel lijkt op gewone kristallen, en het heeft een zeer belangrijke extra eigenschap.
In gewone kristallen zijn de samenstellende atomen gerangschikt in a 3D vaste roosterstructuur Een goed voorbeeld is het atoomrooster van diamant of een kwartskristal. Deze herhaalde synapsen kunnen qua configuratie variëren, maar binnen een bepaalde formatie bewegen ze niet veel; Ze herhalen zich alleen ruimtelijk.
In tijdkristallen gedragen atomen zich iets anders. Het oscilleert, draait eerst in de ene richting en vervolgens in de andere. Deze oscillaties – aangeduid als “tick” – zijn vergrendeld op een regelmatige en gespecificeerde frequentie. Waar de reguliere kristalstructuur zich herhaalt in de ruimte, herhaalt het zich in kristallen van tijd in ruimte en tijd.
Om tijdkristallen te bestuderen, gebruiken wetenschappers vaak Bose-Einstein-condensaten van het magnon-quasideeltje. Ze moeten bij zeer lage temperaturen worden bewaard, zeer dicht bij het absolute nulpunt. Dit vereist zeer gespecialiseerde en geavanceerde laboratoriumapparatuur.
In hun nieuwe onderzoek creëerden Taheri en zijn team een tijdkristal zonder onderkoeling. Hun tijdkristallen waren optische kwantumsystemen die bij kamertemperatuur waren gemaakt. Eerst namen ze een kleine microsonor, een schijf gemaakt van magnesiumfluorideglas met een diameter van slechts één millimeter. Daarna bombardeerden ze deze optische morph met laserstralen.
De zelfbehoudende subharmonische uitsteeksels (solitonen) die worden gegenereerd door de frequenties die worden gegenereerd door de twee laserstralen, duiden op de vorming van tijdkristallen. Het systeem creëert een roterende roosterval voor de optische spoelen die vervolgens de rotatie weergeven.
Gebruik het team om de integriteit van het systeem bij kamertemperatuur te behouden Zelfinjectieslot, een technologie die ervoor zorgt dat de laseroutput een specifieke optische frequentie behoudt. Dit betekent dat het systeem vanuit het laboratorium kan worden getransporteerd en in veldtoepassingen kan worden gebruikt, aldus de onderzoekers.
Naast mogelijke toekomstige verkenningen van de eigenschappen van tijdkristallen, zoals faseovergangen en tijdkristalinteracties, kan het systeem worden gebruikt om zelf nieuwe tijdmetingen te doen. Tijdkristallen kunnen op een dag samensmelten tot Quantumcomputers.
“We hopen dat dit fotonische systeem kan worden gebruikt in compacte en lichtgewicht RF-bronnen met superieure stabiliteit en in nauwkeurige tijdwaarneming.” Taheri zegt.
Het onderzoek van het team is gepubliceerd in Natuurcommunicatie.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
