Kristal waktu sekarang dapat meninggalkan laboratorium

Di sana kita memiliki di mint apa kristal itu. Di sekolah kami belajar bahwa, dari butiran gula hingga berlian, bahan-bahan ini memiliki susunan atom yang homogen dan teratur, membentuk pola yang berulang di seluruh ruang, sehingga memunculkan bentuknya yang indah dan teratur. Selama kelas di Massachusetts Institute of Technology (MIT) di mana Profesor Frank Wilczek, Peraih Nobel Fisika, memiliki ide: bagaimana jika ada beberapa 'kristal waktu' yang strukturnya, bukannya berulang dalam ruang, berulang dalam waktu?

Hipotesis 'eksotis' yang ditanamkan pada tahun 2012 ini menimbulkan perdebatan sengit dalam komunitas ilmiah selama bertahun-tahun. Jika memungkinkan, kristal jenis ini harus mampu menjaga kestabilannya tetapi pada saat yang sama juga mengubah struktur kristalnya secara berkala; Diputuskan bahwa jika kita mengamati mereka pada waktu yang berbeda, kita harus melihat bahwa struktur mereka (dalam ruang) tidak selalu sama, berada dalam keadaan gerak terus-menerus, bahkan dalam keadaan energi minimum atau keadaan fundamental.

Semua ini secara langsung merusak hukum termodinamika. Dan kristal ini tidak akan padat atau cair atau gas. Bahkan tidak plasma -gas terionisasi-. Ini akan menjadi keadaan materi yang berbeda.

Setelah perdebatan sengit di mana Wilczek dicap hampir gila, pada tahun 2016 sebuah tim akhirnya berhasil menunjukkan bahwa secara teori dimungkinkan untuk membuat kristal waktu, suatu prestasi yang dicapai hanya setahun kemudian. Sejak itu, bidang fisika ini menjadi bidang yang sangat menjanjikan yang dapat merevolusi segala sesuatu mulai dari teknologi kuantum hingga telekomunikasi, melalui penambangan, atau pemahaman tentang alam semesta.

Namun, ada masalah: kristal ini hanya muncul dalam kondisi yang sangat khusus. Secara konkret, para ilmuwan menggunakan Bose-Einstein magnon quasipartikel kondensat, suatu keadaan materi yang tercipta ketika partikel, yang disebut boson, didinginkan hingga mendekati nol mutlak (-273,15 derajat Celcius atau -460 derajat Fahrenheit). Ini membutuhkan peralatan yang sangat canggih dan, tentu saja, tidak dapat meninggalkan laboratorium dan ruang hampa udara, karena interaksi dengan lingkungan luar membuat penciptaannya tidak mungkin.

Sampai sekarang. Sebuah tim dari University of California Riverside telah berhasil membuat kristal waktu optik yang dapat dihasilkan pada suhu kamar, seperti yang dijelaskan dalam sebuah penelitian di jurnal 'Nature Communications'. Untuk melakukan ini, mikro-resonator kecil diambil - piringan yang terbuat dari kaca magnesium fluorida berdiameter hanya satu milimeter yang memasuki resonansi saat menerima gelombang frekuensi tertentu. Mereka kemudian membombardir resonator mikro optik ini dengan sinar dari dua laser.

Puncak subharmonik

Paku subharmonik (soliton), atau nada frekuensi antara dua sinar laser, yang menunjukkan pemutusan simetri waktu dan dengan demikian menciptakan kristal waktu. Sistem menciptakan perangkap kisi berputar untuk soliton optik di mana periodisitas atau strukturnya dalam waktu kemudian ditampilkan.

Untuk menjaga integritas sistem pada suhu kamar, tim akan menggunakan blok autoinjector, suatu teknik yang menjamin bahwa laser salin mempertahankan frekuensi optik tertentu. Ini berarti sistem dapat dikeluarkan dari lab dan digunakan untuk aplikasi lapangan, khususnya untuk mengukur waktu, mengintegrasikan ke dalam komputer kuantum, atau mempelajari keadaan itu sendiri.

“Ketika sistem eksperimental Anda memiliki pertukaran energi dengan lingkungannya, disipasi dan kebisingan bekerja bersama untuk menghancurkan tatanan temporal,” Hossein Taheri, profesor teknik listrik dan komputer Rosemary Bourns di UC Riverside dan penulis utama studi tersebut. "Pada platform fotonik kami, sistem mencapai keseimbangan antara untung dan rugi untuk menciptakan dan melestarikan kristal waktu."