そこに私達は水晶が何であるかを造幣局に持っています。 学校では、砂糖の粒からダイヤモンドまで、これらの材料が原子の均一で整然とした配置を共有し、空間全体で繰り返されるパターンを形成し、美しく規則的な形状を生み出すことを学びました。 マサチューセッツ工科大学（MIT）での授業中に、ノーベル物理学賞のフランク・ウィルチェック教授がアイデアを思いつきました。空間で繰り返されるのではなく、時間で繰り返される構造を持つ「時間結晶」があるとしたらどうでしょうか。
2012年に植えられたこの「エキゾチックな」仮説は、何年にもわたって科学界で激しい議論を引き起こしました。 可能であれば、このタイプの結晶はその安定性を維持できなければなりませんが、同時に、その結晶構造も定期的に変更します。 異なる時間にそれらを観察する場合、それらの構造（空間内）は常に同じではなく、最小エネルギーまたは基本状態の状態であっても、永久運動の状態にあることを認識する必要があると判断されます。
これはすべて、熱力学の法則を直接損なうものです。 そして、これらの結晶は、固体でも液体でも気体でもありません。 プラズマイオン化ガスすらありません。 それは別の物質の状態になります。
ウィルチェックがほとんど狂ったようにブランド化された激しい議論の後、2016年にチームはついにタイムクリスタルを作成することが理論的に可能であることを示すことができました。これはわずかXNUMX年後に達成された偉業です。 それ以来、この物理学の分野は、鉱業や宇宙の理解を通じて、量子技術から電気通信まですべてに革命を起こす可能性のある非常に有望な分野になりました。
ただし、問題があります。これらの結晶は、非常に特定の条件でのみ表示されます。 具体的には、科学者たちはボース・アインシュタインマグノン準粒子凝縮体を使用しました。これは、ボソンと呼ばれる粒子が絶対零度（摂氏-273,15度または華氏-460度）近くまで冷却されたときに生成される物質の状態です。 これには非常に洗練された機器が必要であり、もちろん、外部環境との相互作用によってその作成が不可能になるため、実験室や真空チャンバーを離れることはできません。
今まで。 カリフォルニア大学リバーサイド校のチームは、ジャーナル「Nature Communications」の研究で説明されているように、室温で生成できる光学時間結晶を作成することに成功しました。 これを行うために、小さな微小共振器が取られました-特定の周波数の波を受信したときに共振に入った直径わずかXNUMXミリメートルのフッ化マグネシウムガラスで作られたディスク。 次に、この光学微小共振器にXNUMXつのレーザーからのビームを照射しました。
分数調波のピーク
分数調波スパイク（ソリトン）、またはXNUMXつのレーザービーム間の周波数トーン。これは、時間対称性が破られ、時間結晶が作成されたことを示します。 システムは、光ソリトンの回転格子トラップを作成し、その周期性または時間的構造を表示します。
室温でシステムの完全性を維持するために、チームは、生理食塩水レーザーが特定の光周波数を維持することを保証する技術である自動注射器ブロックを使用します。 これは、システムをラボから取り出して、フィールドアプリケーション、特に時間の測定、量子コンピューターへの統合、または状態自体の調査に使用できることを意味します。
「実験システムが周囲とエネルギー交換を行うと、散逸とノイズが連携して時間的秩序を破壊します」と、カリフォルニア大学リバーサイド校の電気およびコンピューター工学のホセイン・タヘリ教授、マーラン教授、ローズマリー・ボーンズ教授。 「私たちのフォトニクスプラットフォームでは、システムは時間結晶を作成して保存するためにゲインとロスのバランスを取ります。」
