Там у нас на манетным двары што такое крышталь. У школе мы даведаліся, што гэтыя матэрыялы — ад цукровых зерняў да дыяментаў — маюць аднастайнае і ўпарадкаванае размяшчэнне сваіх атамаў, утвараючы ўзор, які паўтараецца па ўсёй прасторы, ствараючы іх прыгожыя і правільныя формы. Падчас заняткаў у Масачусецкім тэхналагічным інстытуце (MIT), дзе прафесар Фрэнк Вільчэк, лаўрэат Нобелеўскай прэміі па фізіцы, меў ідэю: што, калі існуюць нейкія «крышталі часу», чыя структура замест таго, каб паўтарацца ў прасторы, паўтараецца ў часе?
Гэтая «экзатычная» гіпотэза, высунутая ў 2012 годзе, на працягу многіх гадоў выклікала моцныя дэбаты ў навуковым супольнасці. Калі магчыма, гэты тып крышталя павінен быць здольны захоўваць сваю стабільнасць, але ў той жа час таксама перыядычна змяняць сваю крышталічную структуру; Вырашана, што калі мы назіраем за імі ў розны час, мы павінны заўважыць, што іх структура (у прасторы) не заўсёды аднолькавая, знаходзячыся ў стане вечнага руху, нават у стане мінімальнай энергіі або ў асноўным стане.
Усё гэта наўпрост падрывае законы тэрмадынамікі. І гэтыя крышталі не былі б ні цвёрдымі, ні вадкімі, ні газавымі. Нават не плазма -іянізаваны газ-. Гэта быў бы іншы стан рэчывы.
Пасля жорсткіх дэбатаў, у якіх Вільчэк быў закляты амаль вар'ятам, у 2016 годзе каманда нарэшце здолела паказаць, што тэарэтычна можна стварыць крышталі часу, подзвіг, які быў дасягнуты ўсяго праз год. З тых часоў гэтая вобласць фізікі стала вельмі перспектыўнай сферай, якая можа рэвалюцыянізаваць усё, ад квантавых тэхналогій да тэлекамунікацый, да здабычы карысных выкапняў або самога разумення Сусвету.
Аднак ёсць праблема: гэтыя крышталі з'яўляюцца толькі ў вельмі асаблівых умовах. Калі казаць канкрэтна, то навукоўцы выкарыстоўвалі квазічасцічныя кандэнсаты магнонаў Бозэ-Эйнштэйна, стан матэрыі, які ствараецца, калі часціцы, званыя базонамі, астуджаюцца амаль да абсалютнага нуля (-273,15 градуса па Цэльсіі або -460 градусаў па Фарэнгейце). Гэта патрабуе вельмі складанага абсталявання і, вядома, не можа пакінуць лабараторыі і вакуумныя камеры, так як узаемадзеянне са знешнім асяроддзем робіць яго стварэнне немагчымым.
Дагэтуль. Каманда з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Рыверсайдзе здолела стварыць крышталі аптычнага часу, якія можна генераваць пры пакаёвай тэмпературы, як тлумачыцца ў даследаванні ў часопісе «Nature Communications». Для гэтага быў узяты малюсенькі мікрарэзанатар - дыск з шкла фторыстага магнію дыяметрам усяго адзін міліметр, які ўваходзіў у рэзананс пры прыёме хваль пэўных частот. Затым яны абсыпалі гэты аптычны мікрарэзанатар прамянямі двух лазераў.
Субгарманічныя пікі
Субгарманічныя скокі (салітоны) або частотныя тоны паміж двума лазернымі прамянямі, якія паказваюць на парушэнне сіметрыі часу і, такім чынам, ствараюць крышталі часу. Сістэма стварае пастку для аптычных салітонаў, у якой затым адлюстроўваецца іх перыядычнасць або структура ў часе.
Каб захаваць цэласнасць сістэмы пры пакаёвай тэмпературы, каманда будзе выкарыстоўваць блок аўтаінжэктара, тэхніку, якая гарантуе, што солевы лазер падтрымлівае пэўную аптычную частату. Гэта азначае, што сістэму можна вынесці з лабараторыі і выкарыстоўваць для палявых прыкладанняў, у прыватнасці, для вымярэння часу, інтэграцыі ў квантавыя кампутары або вывучэння самога стану.
«Калі ў вашай эксперыментальнай сістэме адбываецца абмен энергіяй з навакольным асяроддзем, рассейванне і шум працуюць рука аб руку, каб разбурыць часовы парадак», — Хасэйн Тахеры, прафесар электратэхнікі і камп'ютэрнай тэхнікі Марлан і Размары Борнс і вядучы аўтар даследавання. «На нашай фатонічнай платформе сістэма вытрымлівае баланс паміж выгадай і стратай для стварэння і захавання крышталяў часу».
