Yno mae gennym mewn golwg beth yw grisial. Yn yr ysgol fe wnaethom ddysgu bod y deunyddiau hyn, o rawn siwgr i ddiemwntau, yn rhannu trefniant homogenaidd a threfnus o'u hatomau, gan ffurfio patrwm sy'n ailadrodd trwy'r gofod, gan arwain at eu siapiau hardd a rheolaidd. Yn ystod dosbarth yn Sefydliad Technoleg Massachusetts (MIT) lle cafodd yr Athro Ffiseg Nobel, Frank Wilczek, syniad: beth os oedd yna ‘grisialau amser’ y byddai eu strwythur, yn lle ailadrodd ei hun yn y gofod, yn cael ei ailadrodd mewn gofod amser?
Arweiniodd y ddamcaniaeth 'ecsotig' hon a blannwyd yn 2012 at ddadl gref yn y gymuned wyddonol am flynyddoedd. Os yn bosibl, dylai'r math hwn o grisial allu cynnal ei sefydlogrwydd ond, ar yr un pryd, hefyd yn newid ei strwythur crisialog o bryd i'w gilydd; Penderfynir, pe baem yn eu harsylwi ar wahanol adegau, y dylem ganfod nad yw eu strwythur (yn y gofod) bob amser yr un peth, gan eu bod mewn cyflwr o symudiad gwastadol, hyd yn oed mewn cyflwr o egni lleiaf neu gyflwr sylfaenol.
Mae hyn i gyd yn torri cyfreithiau thermodynameg yn uniongyrchol. Ac ni fyddai'r crisialau hyn yn solet, nac yn hylif, nac yn nwyon. Ddim hyd yn oed plasma - ionized nwy-. Byddai’n gyflwr arall gwahanol.
Ar ôl dadleuon ffyrnig lle galwyd Wilczek bron yn wallgof, yn 2016 llwyddodd tîm o'r diwedd i ddangos, yn ddamcaniaethol, ei bod yn bosibl creu crisialau amser, camp a gyflawnwyd flwyddyn yn ddiweddarach. Ers hynny, mae'r maes hwn o ffiseg wedi dod yn faes addawol iawn a allai chwyldroi popeth o dechnoleg cwantwm i delathrebu, mwyngloddio a dealltwriaeth o'r bydysawd ei hun.
Fodd bynnag, mae problem: dim ond o dan amodau penodol iawn y mae'r crisialau hyn yn ymddangos. Mewn termau concrid, defnyddiodd y gwyddonwyr gyddwysiadau lledronyn magnon Bose-Einstein, cyflwr mater a grëwyd pan gafodd y gronynnau, a elwir yn bosons, eu hoeri i sero bron absoliwt (-273,15 gradd Celsius neu -460 gradd Fahrenheit). Mae hyn yn gofyn am offer soffistigedig iawn na all, wrth gwrs, adael labordai a siambrau gwactod, gan fod y rhyngweithio â'r amgylchedd allanol yn ei gwneud hi'n amhosibl ei greu.
Hyd yn hyn. Mae tîm o Brifysgol California Riverside wedi llwyddo i greu crisialau amser optegol y gellir eu cynhyrchu ar dymheredd ystafell, fel yr eglurwyd mewn astudiaeth yn y cyfnodolyn 'Nature Communications'. I wneud hyn, cymerwyd micro-resonator bach - disg wedi'i wneud o wydr fflworid magnesiwm dim ond un milimedr mewn diamedr a aeth i mewn i gyseiniant wrth dderbyn tonnau o amleddau penodol. Yna, fe wnaethon nhw beledu'r micro-resonator optegol hwn â thrawstiau dau laser.
Y copaon subbharmonig
Mae'r copaon subbharmonig (solitons), neu'r tonau amlder rhwng y ddau belydryn laser, yn dynodi toriad cymesuredd amser ac felly'n creu crisialau amser. Mae'r system yn creu trap dellt cylchdroi ar gyfer solitons optegol lle mae eu periority neu strwythur dros amser yn cael ei ddangos wedyn.
Er mwyn cynnal uniondeb y system ar dymheredd ystafell, bydd y tîm yn defnyddio'r bloc autoinjector, techneg sy'n gwarantu bod y laser halwynog yn cynnal amledd optegol penodol. Mae hyn yn golygu y gellir tynnu'r system allan o'r labordy a'i defnyddio ar gyfer cymwysiadau maes, yn benodol i fesur amser, integreiddio i gyfrifiaduron cwantwm neu astudio'r cyflwr ei hun.
“Pan fydd gan eich system arbrofol gyfnewidfa ynni â’i hamgylchedd, mae gwasgariad a sŵn yn gweithio law yn llaw i ddinistrio’r drefn amserol,” esboniodd Hossein Taheri, Athro Peirianneg Drydanol a Chyfrifiadurol Marlan a Rosemary Bourns ym Mhrifysgol Massachusetts, mewn datganiad. ■ UC Riverside ac awdur arweiniol yr astudiaeth. “Yn ein platfform ffotoneg, mae’r system yn taro cydbwysedd rhwng ennill a cholled i greu a chadw crisialau amser.”
