Orada, zərbxanada kristalın nə olduğunu görürük. Məktəbdə öyrəndik ki, şəkər dənələrindən tutmuş almazlara qədər bu materiallar atomlarının homojen və nizamlı düzülüşünə malikdir, kosmosda təkrarlanan bir nümunə meydana gətirir və gözəl və nizamlı formalarını verir. Fizika üzrə Nobel Mükafatı laureatı professor Frank Wilczek-in Massaçusets Texnologiya İnstitutunda (MIT) dərs zamanı belə bir fikri var idi: quruluşu kosmosda təkrarlanmaq əvəzinə, zamanda təkrarlanan bəzi “zaman kristalları” olsaydı, necə olardı?
2012-ci ildə ortaya atılan bu “ekzotik” fərziyyə illərlə elmi ictimaiyyətdə güclü müzakirələrə səbəb oldu. Mümkünsə, bu tip kristal öz sabitliyini qoruyub saxlamalı, eyni zamanda kristal quruluşunu vaxtaşırı dəyişdirməlidir; Qərara alınır ki, əgər biz onları müxtəlif vaxtlarda müşahidə etsək, onların strukturunun (fəzada) həmişə eyni olmadığını, daimi hərəkət vəziyyətində, hətta minimum enerji və ya fundamental vəziyyətdə olduğunu dərk etməliyik.
Bütün bunlar birbaşa termodinamika qanunlarını pozur. Və bu kristallar nə bərk, nə maye, nə də qaz ola bilər. Hətta plazma -ionlaşmış qaz- deyil. Bu, məsələnin fərqli bir vəziyyəti olardı.
Wilczek-in az qala çılğın kimi qələmə verildiyi şiddətli mübahisələrdən sonra, 2016-cı ildə bir komanda nəhayət, nəzəri cəhətdən zaman kristallarını yaratmağın mümkün olduğunu göstərə bildi və bu, cəmi bir il sonra əldə edildi. O vaxtdan bəri, fizikanın bu sahəsi kvant texnologiyasından telekommunikasiyaya, mədənçilik və ya kainatın özünü dərk etməklə hər şeyi inqilab edə biləcək çox perspektivli bir sahəyə çevrildi.
Bununla belə, bir problem var: bu kristallar yalnız çox xüsusi şəraitdə görünür. Konkret dillə desək, alimlər Bose-Einstein magnon kvazirəcikli kondensatlarından, bozonlar adlanan hissəciklərin mütləq sıfıra yaxın (-273,15 dərəcə Selsi və ya -460 dərəcə Fahrenheit) soyudulması zamanı yaranan maddə vəziyyətini istifadə ediblər. Bu, çox mürəkkəb avadanlıq tələb edir və təbii ki, laboratoriyaları və vakuum kameralarını tərk edə bilməz, çünki xarici mühitlə qarşılıqlı əlaqə onun yaradılmasını qeyri-mümkün edir.
İndiyə kimi. Kaliforniya Riverside Universitetindən olan bir qrup "Nature Communications" jurnalındakı araşdırmada izah edildiyi kimi, otaq temperaturunda yaradıla bilən optik zaman kristalları yaratmağı bacardı. Bunu etmək üçün kiçik bir mikro-rezonator götürüldü - müəyyən tezliklərin dalğalarını qəbul edərkən rezonansa girən cəmi bir millimetr diametrli maqnezium florid şüşəsindən hazırlanmış disk. Sonra onlar bu optik mikro-rezonatoru iki lazer şüaları ilə bombaladılar.
Subharmonik zirvələr
İki lazer şüası arasında zaman simmetriyasının pozulduğunu göstərən və beləliklə də zaman kristallarını yaradan subharmonik sünbüllər (solitonlar) və ya tezlik tonları. Sistem optik solitonlar üçün fırlanan qəfəs tələsi yaradır ki, burada onların dövriliyi və ya strukturu zamanla göstərilir.
Otaq temperaturunda sistemin bütövlüyünü qorumaq üçün komanda duzlu lazerin müəyyən optik tezliyi saxlamasına zəmanət verən avtoinjektor blokundan istifadə edəcək. Bu o deməkdir ki, sistem laboratoriyadan çıxarıla və sahə tətbiqləri üçün, xüsusən vaxtı ölçmək, kvant kompüterlərinə inteqrasiya etmək və ya vəziyyətin özünü öyrənmək üçün istifadə edilə bilər.
Hossein Taheri, Marlan və Rosemary Bourns, UC Riverside-də elektrik və kompüter mühəndisliyi professoru və tədqiqatın aparıcı müəllifi "Təcrübə sisteminiz ətrafla enerji mübadiləsinə malik olduqda, dağılma və səs-küy müvəqqəti nizamı pozmaq üçün əl-ələ verir". "Bizim fotonik platformamızda sistem zaman kristallarını yaratmaq və qorumaq üçün qazanc və zərər arasında tarazlıq yaradır."
