Бул жерде биз кристалл деген эмне экенин түшүнөбүз. Мектепте биз кант дандарынан алмазга чейин бул материалдардын атомдорунун бир тектүү жана иреттүү тизилишин бөлүшүп, мейкиндикте кайталануучу бир калыпты түзүп, алардын кооз жана үзгүлтүксүз формаларын пайда кылаарын билдик. Массачусетс технологиялык институтунда (MIT) сабак учурунда Нобель физикасынын профессору Фрэнк Вильчек мындай идеяны ойлоп тапкан: түзүлүшү мейкиндикте кайталанбай, мейкиндикте кайталанып турган «убакыт кристаллдары» болгондочы?
2012-жылы коюлган бул "экзотикалык" гипотеза илимий коомчулукта көп жылдар бою катуу талкуу жараткан. Мүмкүн болсо, кристаллдын бул түрү өзүнүн туруктуулугун сактап, ошол эле учурда анын кристаллдык түзүлүшүн мезгил-мезгили менен өзгөртүшү керек; Эгерде биз аларды ар кандай моменттерде байкасак, анда биз алардын түзүлүшү (мейкиндикте) дайыма эле бирдей эмес, түбөлүк кыймыл абалында, атүгүл минималдуу энергия абалында же фундаменталдык абалында боло бербестигин түшүнүшүбүз керек деген чечим кабыл алынды.
Мунун баары түздөн-түз термодинамика мыйзамдарын бузат. Жана бул кристаллдар катуу да, суюк да, газ да болбойт. Ал тургай, плазма -иондоштурулган газ-. Заттын башка абалы болмок.
Уилчек дээрлик жинди деп аталып калган катуу талаш-тартыштардан кийин, 2016-жылы бир команда акыры теориялык жактан убакыт кристаллдарын түзүүгө мүмкүн экенин көрсөтө алды, бул эрдик бир жылдан кийин гана ишке ашты. Ошондон бери физиканын бул чөйрөсү кванттык технологиядан телекоммуникацияга, тоо-кен казып алуу жана ааламды түшүнүүгө чейин бардыгын революция кыла ала турган абдан келечектүү тармак болуп калды.
Бирок, бир көйгөй бар: бул кристаллдар абдан өзгөчө шарттарда гана пайда болот. Конкреттүү сөз менен айтканда, илимпоздор Боз-Эйнштейн магнон квазибөлүкчөлөрүнүн конденсаттарын колдонушкан, бул заттын абалы бозондор деп аталган бөлүкчөлөр дээрлик абсолюттук нөлгө (-273,15 градус Цельсий же -460 градус Фаренгейт) чейин муздаганда пайда болгон. Бул, албетте, лабораторияларды жана вакуумдук камераларды калтыра албаган өтө татаал жабдууларды талап кылат, анткени тышкы чөйрө менен өз ара аракеттенүү аны түзүү мүмкүн эмес.
Азыркыга чейин. Калифорниянын Риверсайд университетинин командасы "Nature Communications" журналындагы изилдөөдө түшүндүрүлгөндөй, бөлмө температурасында пайда боло турган оптикалык убакыт кристаллдарын түзүүгө жетишти. Бул үчүн кичинекей микро-резонатор алынган - диаметри бир гана миллиметр болгон магний фториддик айнектен жасалган диск, белгилүү жыштыктагы толкундарды кабыл алууда резонанска айланган. Андан кийин, алар бул оптикалык микро-резонаторду эки лазердин нурлары менен бомбалашты.
Субгармоникалык чокулар
Эки лазер нурларынын ортосундагы субгармоникалык чокулар (солитондор) же жыштык тондору убакыттын симметриясынын бузулушун жана ошону менен түзүлгөн убакыт кристаллдарын көрсөтөт. Система оптикалык солитондор үчүн айлануучу тор тузагын түзөт, мында убакыттын өтүшү менен алардын периориттүүлүгү же түзүлүшү көрсөтүлөт.
Системанын бүтүндүгүн бөлмө температурасында сактоо үчүн команда автоинжектордук блокту колдонот, бул ыкма туздуу лазердин белгилүү оптикалык жыштыкты сактап тургандыгына кепилдик берет. Бул системаны лабораториядан алып чыгып, талаа колдонмолору үчүн, тагыраак айтканда, убакытты өлчөө, кванттык компьютерлерге интеграциялоо же абалдын өзүн изилдөө үчүн колдонулушу мүмкүн дегенди билдирет.
Массачусетс университетинин электр жана компьютердик инженерия боюнча профессору Хоссейн Тахери, Марлан жана Розмари Борнс: "Сиздин эксперименталдык системаңыз айлана-чөйрө менен энергия алмашуу болгондо, диссипация жана ызы-чуу убактылуу тартипти бузуу үчүн бирге иштешет" деп түшүндүрдү. UC Riverside жана изилдөөнүн башкы автору. "Биздин фотоникалык платформада система убакыт кристаллдарын түзүү жана сактоо үчүн пайда менен жоготуунун ортосундагы тең салмактуулукту сактайт."
