Atje kemi në nenexhik se çfarë është një kristal. Në shkollë mësuam se, nga kokrrat e sheqerit te diamantet, këto materiale ndajnë një rregullim homogjen dhe të rregullt të atomeve të tyre, duke formuar një model që përsëritet në të gjithë hapësirën, duke krijuar format e tyre të bukura dhe të rregullta. Gjatë një klase në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets (MIT), ku profesori Frank Wilczek, Çmimi Nobel në Fizikë, kishte një ide: po sikur të kishte disa 'kristale kohore' struktura e të cilëve, në vend që të përsëritej në hapësirë, të përsëritej në kohë?
Kjo hipotezë 'ekzotike' e mbjellë në 2012 gjeneroi një debat të fortë në komunitetin shkencor për vite me radhë. Nëse është e mundur, ky lloj kristali duhet të jetë në gjendje të ruajë stabilitetin e tij, por, në të njëjtën kohë, të ndryshojë edhe strukturën e tij kristal në mënyrë periodike; Është vendosur që nëse i vëzhgojmë në kohë të ndryshme, duhet të perceptojmë se struktura e tyre (në hapësirë) nuk është gjithmonë e njëjtë, duke qenë në një gjendje lëvizjeje të përhershme, madje edhe në një gjendje energjie minimale ose gjendje themelore.
E gjithë kjo dëmton drejtpërdrejt ligjet e termodinamikës. Dhe këto kristale nuk do të ishin as të ngurtë, as të lëngët dhe as të gaztë. Madje as plazma -gaz i jonizuar-. Do të ishte një gjendje tjetër e çështjes.
Pas debateve të ashpra në të cilat Wilczek u cilësua pothuajse i çmendur, në vitin 2016 një ekip më në fund arriti të tregojë se teorikisht ishte e mundur të krijoheshin kristale kohore, një arritje që u arrit vetëm një vit më vonë. Që atëherë, kjo fushë e fizikës është bërë një fushë shumë premtuese që mund të revolucionarizojë gjithçka, nga teknologjia kuantike te telekomunikacioni, përmes minierave ose vetë kuptimit të universit.
Megjithatë, ekziston një problem: këto kristale shfaqen vetëm në kushte shumë të veçanta. Në terma konkretë, shkencëtarët përdorën kondensatat e quasigrimcave Bose-Einstein Magnon, një gjendje e materies që krijohet kur grimcat, të quajtura bosone, ftohen afër zeros absolute (-273,15 gradë Celsius ose -460 gradë Fahrenheit). Kjo kërkon pajisje shumë të sofistikuara dhe, natyrisht, nuk mund të largohet nga laboratorët dhe dhomat e vakumit, pasi ndërveprimi me mjedisin e jashtëm e bën të pamundur krijimin e tij.
Deri tani. Një ekip nga Universiteti i Kalifornisë Riverside ka arritur të krijojë kristale optike të kohës që mund të gjenerohen në temperaturën e dhomës, siç shpjegohet në një studim në revistën 'Nature Communications'. Për ta bërë këtë, u mor një mikro-rezonator i vogël - një disk i bërë nga xhami fluorid magnezi me diametër vetëm një milimetër, i cili hyri në rezonancë kur merr valë të frekuencave të caktuara. Më pas ata bombarduan këtë mikro-rezonator optik me rreze nga dy lazer.
Majat subharmonike
Spikat subharmonike (solitone), ose tonet e frekuencës midis dy rrezeve lazer, të cilat tregojnë thyerjen e simetrisë kohore dhe kështu krijohen kristale kohore. Sistemi krijon një kurth të rrjetës rrotulluese për solitonet optike në të cilën më pas shfaqet periodiciteti ose struktura e tyre në kohë.
Për të ruajtur integritetin e sistemit në temperaturën e dhomës, ekipi do të përdorë bllokun e autoinjektorit, një teknikë që garanton që lazeri i kripur të mbajë një frekuencë të caktuar optike. Kjo do të thotë se sistemi mund të nxirret nga laboratori dhe të përdoret për aplikime në terren, veçanërisht për matjen e kohës, integrimin në kompjuterët kuantikë ose studimin e vetë gjendjes.
"Kur sistemi juaj eksperimental ka një shkëmbim energjie me rrethinën e tij, shpërndarja dhe zhurma punojnë krah për krah për të shkatërruar rendin e përkohshëm," Hossein Taheri, Marlan dhe Rosemary Bourns profesor i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike në UC Riverside dhe autori kryesor i studimit. "Në platformën tonë fotonike, sistemi vendos një ekuilibër midis fitimit dhe humbjes për të krijuar dhe ruajtur kristalet e kohës."
