Ang mga kristal sa oras makabiya na sa laboratoryo

Anaa kami sa mint kung unsa ang kristal. Sa eskwelahan nahibal-an namon nga, gikan sa mga lugas sa asukal hangtod sa mga diamante, kini nga mga materyales adunay managsama ug hapsay nga pagkahan-ay sa ilang mga atomo, nga nagporma usa ka sumbanan nga nagbalikbalik sa tibuuk nga wanang, nga nagpatungha sa ilang matahum ug regular nga mga porma. Atol sa usa ka klase sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) diin si Propesor Frank Wilczek, Nobel Prize sa Physics, adunay ideya: unsa kaha kung adunay pipila ka mga 'mga kristal sa oras' kansang istruktura, imbes nga magbalikbalik sa kawanangan, nagbalikbalik sa iyang kaugalingon sa oras?

Kini nga 'exotic' nga hypothesis nga gitanom sa 2012 nakamugna og usa ka lig-on nga debate sa siyentipikong komunidad sulod sa mga katuigan. Kung mahimo, kini nga matang sa kristal kinahanglan nga makahimo sa pagpadayon sa iyang kalig-on apan, sa samang higayon, usbon usab ang kristal nga istruktura niini matag karon ug unya; Gidesisyonan nga kung atong obserbahan sila sa lain-laing mga panahon, kinahanglan natong masabtan nga ang ilang istruktura (sa kawanangan) dili kanunay pareho, nga anaa sa usa ka kahimtang sa walay katapusan nga paglihok, bisan sa usa ka estado sa minimum nga enerhiya o yuta nga kahimtang.

Kining tanan direktang nagdaot sa mga balaod sa thermodynamics. Ug kini nga mga kristal dili solid o likido o gas. Dili bisan ang plasma -ionized gas-. Kini mahimong lahi nga kahimtang sa butang.

Human sa mabangis nga mga debate diin si Wilczek gimarkahan nga halos buang, sa 2016 usa ka team sa katapusan nakahimo sa pagpakita nga kini sa teorya posible nga makahimo og mga kristal sa oras, usa ka kalampusan nga nakab-ot usa ka tuig lamang ang milabay. Sukad niadto, kini nga natad sa pisika nahimong usa ka maayong natad nga mahimong magbag-o sa tanan gikan sa teknolohiya sa quantum hangtod sa telekomunikasyon, pinaagi sa pagmina o ang mismong pagsabot sa uniberso.

Bisan pa, adunay problema: kini nga mga kristal makita lamang sa mga partikular nga kahimtang. Sa konkretong termino, gigamit sa mga siyentista ang Bose-Einstein magnon quasiparticle condensates, usa ka kahimtang sa materya nga namugna sa dihang ang mga partikulo, nga gitawag ug boson, gipabugnaw sa duol sa absolute zero (-273,15 degrees Celsius o -460 degrees Fahrenheit). Nagkinahanglan kini og labi ka sopistikado nga kagamitan ug, siyempre, dili makabiya sa mga laboratoryo ug mga vacuum chamber, tungod kay ang interaksyon sa gawas nga palibot naghimo nga imposible ang paghimo niini.

Hangtud karon. Usa ka team gikan sa University of California Riverside nakahimo sa paghimo sa optical time crystals nga mahimong mamugna sa temperatura sa lawak, ingon sa gipatin-aw sa usa ka pagtuon sa journal 'Nature Communications'. Aron mahimo kini, usa ka gamay nga micro-resonator ang gikuha - usa ka disc nga hinimo sa magnesium fluoride nga baso nga usa ra ka milimetro ang diyametro nga nakasulod sa resonance kung nakadawat mga balud sa pipila nga mga frequency. Dayon ilang gibombahan kining optical micro-resonator gamit ang mga beam gikan sa duha ka laser.

Ang subharmonic nga mga taluktok

Ang subharmonic spikes (solitons), o frequency tones tali sa duha ka laser beam, nga nagpakita sa pagkaguba sa time symmetry ug sa ingon nakamugna ug time crystals. Ang sistema nagmugna og usa ka rotating lattice trap alang sa optical solitons diin ang ilang periodicity o structure sa oras gipakita dayon.

Aron mapadayon ang integridad sa sistema sa temperatura sa kwarto, gamiton sa team ang autoinjector block, usa ka teknik nga naggarantiya nga ang saline laser nagmintinar sa usa ka optical frequency. Kini nagpasabut nga ang sistema mahimong makuha gikan sa lab ug magamit alang sa mga aplikasyon sa uma, labi na alang sa pagsukod sa oras, pag-integrate sa mga quantum computer, o pagtuon sa estado mismo.

"Sa diha nga ang imong eksperimento nga sistema adunay usa ka enerhiya exchange uban sa iyang mga palibut, ang pagkawagtang ug kasaba magtrabaho sa kamot sa pagguba sa temporal nga kahusay," Hossein Taheri, Marlan ug Rosemary Bourns propesor sa electrical ug computer engineering sa UC Riverside ug nanguna nga tagsulat sa pagtuon. "Sa among platform sa photonics, ang sistema adunay balanse tali sa ganansya ug pagkawala aron makamugna ug mapreserbar ang mga kristal sa oras."