იქ ზარაფხანაში გვაქვს რა არის კრისტალი. სკოლაში ჩვენ ვისწავლეთ, რომ შაქრის მარცვლებიდან ბრილიანტამდე, ეს მასალები იზიარებენ მათი ატომების ერთგვაროვან და მოწესრიგებულ განლაგებას, ქმნიან ნიმუშს, რომელიც მეორდება მთელ სივრცეში, რაც იწვევს მათ ლამაზ და რეგულარულ ფორმებს. მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიის ინსტიტუტში (MIT) გაკვეთილის დროს, სადაც პროფესორ ფრენკ ვილჩეკს, ფიზიკის ნობელის პრემიას, ჰქონდა იდეა: რა იქნებოდა, თუ არსებობდა გარკვეული „დროის კრისტალები“, რომელთა სტრუქტურა, სივრცეში გამეორების ნაცვლად, დროში მეორდებოდა?
2012 წელს დადებული ეს „ეგზოტიკური“ ჰიპოთეზა წლების განმავლობაში აწარმოებდა ძლიერ დებატებს სამეცნიერო საზოგადოებაში. თუ შესაძლებელია, ამ ტიპის კრისტალს უნდა შეეძლოს შეინარჩუნოს სტაბილურობა, მაგრამ, ამავე დროს, პერიოდულად შეცვალოს კრისტალური სტრუქტურა; გადაწყვეტილია, რომ თუ მათ სხვადასხვა დროს დავაკვირდებით, უნდა აღვიქვათ, რომ მათი აგებულება (სივრცეში) ყოველთვის არ არის ერთნაირი, მუდმივი მოძრაობის მდგომარეობაში, თუნდაც მინიმალური ენერგიის ან ფუნდამენტური მდგომარეობის მდგომარეობაში.
ეს ყველაფერი პირდაპირ ძირს უთხრის თერმოდინამიკის კანონებს. და ეს კრისტალები არ იქნება არც მყარი, არც თხევადი და არც აირი. არც პლაზმური -იონიზებული აირი-. ეს სულ სხვა მდგომარეობა იქნებოდა.
სასტიკი დებატების შემდეგ, რომლებშიც ვილჩეკს თითქმის გიჟად ასახელებდნენ, 2016 წელს გუნდმა საბოლოოდ მოახერხა ეჩვენებინა, რომ თეორიულად შესაძლებელი იყო დროის კრისტალების შექმნა, რაც მხოლოდ ერთი წლის შემდეგ იქნა მიღწეული. მას შემდეგ, ფიზიკის ეს დარგი გახდა ძალიან პერსპექტიული სფერო, რომელსაც შეუძლია მოახდინოს რევოლუცია ყველაფერი, კვანტური ტექნოლოგიიდან ტელეკომუნიკაციებამდე, მაინინგის მეშვეობით ან სამყაროს გაგებით.
თუმცა, არის პრობლემა: ეს კრისტალები მხოლოდ განსაკუთრებულ პირობებში ჩნდება. კონკრეტულად, მეცნიერებმა გამოიყენეს ბოზე-აინშტაინის მაგნიონის კვაზინაწილაკების კონდენსატები, მატერიის მდგომარეობა, რომელიც იქმნება, როდესაც ნაწილაკები, რომლებსაც ბოზონები უწოდებენ, გაცივდებიან აბსოლუტურ ნულამდე (-273,15 გრადუსი ცელსიუსი ან -460 გრადუსი ფარენჰეიტი). ეს მოითხოვს ძალიან დახვეწილ აღჭურვილობას და, რა თქმა უნდა, ვერ დატოვებს ლაბორატორიებს და ვაკუუმ კამერებს, რადგან გარე გარემოსთან ურთიერთქმედება მის შექმნას შეუძლებელს ხდის.
Აქამდე. კალიფორნიის რივერსაიდის უნივერსიტეტის გუნდმა მოახერხა ოპტიკური დროის კრისტალების შექმნა, რომლებიც შეიძლება წარმოიქმნას ოთახის ტემპერატურაზე, როგორც ეს ახსნილია კვლევაში ჟურნალ "Nature Communications"-ში. ამისათვის აიღეს პაწაწინა მიკრორეზონატორი - მაგნიუმის ფტორიდის შუშისგან დამზადებული დისკი მხოლოდ ერთი მილიმეტრის დიამეტრით, რომელიც შევიდა რეზონანსში გარკვეული სიხშირის ტალღების მიღებისას. შემდეგ მათ დაბომბეს ეს ოპტიკური მიკრორეზონატორი ორი ლაზერის სხივებით.
სუბჰარმონიული მწვერვალები
სუბჰარმონიული მწვერვალები (სოლიტონები), ან სიხშირის ტონები ლაზერის ორ სხივს შორის, რაც მიუთითებს დროის სიმეტრიის დარღვევაზე და ამით დროის კრისტალების შექმნაზე. სისტემა ქმნის მბრუნავ გისოსებს ოპტიკური სოლიტონებისთვის, რომელშიც ნაჩვენებია მათი პერიოდულობა ან სტრუქტურა დროში.
ოთახის ტემპერატურაზე სისტემის მთლიანობის შესანარჩუნებლად ჯგუფი გამოიყენებს ავტოინჟექტორულ ბლოკს, ტექნიკას, რომელიც გარანტიას იძლევა, რომ მარილიანი ლაზერი ინარჩუნებს გარკვეულ ოპტიკურ სიხშირეს. ეს ნიშნავს, რომ სისტემა შეიძლება გაიტანოს ლაბორატორიიდან და გამოიყენოს საველე აპლიკაციებისთვის, კონკრეტულად დროის გასაზომად, კვანტურ კომპიუტერებში ინტეგრირებისთვის ან თავად მდგომარეობის შესასწავლად.
„როდესაც თქვენს ექსპერიმენტულ სისტემას აქვს ენერგიის გაცვლა გარემოსთან, გაფრქვევა და ხმაური ხელიხელჩაკიდებულები ანადგურებენ დროებით წესრიგს“, - ჰოსეინ ტაჰერი, მარლან და როზმარი ბორნსი ელექტრო და კომპიუტერული ინჟინერიის პროფესორი UC Riverside და კვლევის წამყვანი ავტორი. "ჩვენს ფოტონიკის პლატფორმაზე სისტემა ამყარებს ბალანსს მოგებასა და ზარალს შორის, რათა შექმნას და შეინარჩუნოს დროის კრისტალები."
