Дар он ҷо мо дар сиккахона дорем, ки кристалл чист. Дар мактаб мо фаҳмидем, ки аз донаҳои қанд то алмос, ин маводҳо як ҷобаҷогузории якхела ва батартиби атомҳои худро доранд ва намунае ташкил медиҳанд, ки дар тамоми фазо такрор мешаванд ва шаклҳои зебо ва мунтазами онҳоро ба вуҷуд меоранд. Ҳангоми дарс дар Донишкадаи Технологии Массачусетс (MIT), ки профессор Франк Вилчек, ҷоизаи Нобел дар соҳаи физика чунин андеша дошт: чӣ мешавад, агар баъзе «кристаллҳои вақт» вуҷуд дошта бошанд, ки сохтори онҳо ба ҷои такрор дар фазо, дар вақт такрор мешуд?
Ин гипотезаи "экзотикӣ" дар соли 2012 дар тӯли солҳо дар ҷомеаи илмӣ баҳси шадидро ба вуҷуд овард. Агар имконпазир бошад, ин навъи кристалл бояд устувории худро нигоҳ дорад, аммо дар айни замон сохтори кристалии худро давра ба давра тағир диҳад; Қарор аст, ки агар мо онҳоро дар вақтҳои гуногун мушоҳида кунем, мо бояд дарк кунем, ки сохтори онҳо (дар фазо) на ҳамеша яксон аст, дар ҳолати ҳаракати доимӣ, ҳатто дар ҳолати ҳадди ақали энергия ё ҳолати заминӣ.
Хамаи ин конунхои термодинамикаро бевосита вайрон мекунанд. Ва ин кристаллҳо на сахт, на моеъ ва на газ хоҳанд буд. Ҳатто гази ионизатсияшудаи плазма нест. Ин ҳолати дигари материя хоҳад буд.
Пас аз мубоҳисаҳои шадиде, ки дар он Вилчек қариб девона номида шуд, дар соли 2016 як даста ниҳоят тавонист нишон диҳад, ки эҷоди кристаллҳои вақт аз ҷиҳати назариявӣ имконпазир аст, ки ин кор танҳо пас аз як сол ба даст омад. Аз он вақт инҷониб, ин соҳаи физика ба як соҳаи хеле умедбахш табдил ёфт, ки метавонад ҳама чизро аз технологияи квантӣ то телекоммуникатсия, тавассути истихроҷи маъдан ё фаҳмиши коинот инқилоб кунад.
Аммо, як мушкилот вуҷуд дорад: ин кристаллҳо танҳо дар шароити хеле махсус пайдо мешаванд. Ба ибораи мушаххас, олимон конденсатҳои квазизаррачаҳои магнон Бозе-Эйнштейнро истифода бурданд, ки ҳолати материяест, ки ҳангоми хунук шудани зарраҳо, ки бозонҳо номида мешаванд, ба сифр наздик (-273,15 дараҷа гарм ё -460 дараҷа Фаренгейт) сард мешаванд. Ин тачхизоти хеле мураккабро талаб мекунад ва албатта, аз лабораторияхо ва камерахои вакуумй баромада наметавонад, зеро таъсири мутакобила бо мухити беруна офариниши онро имконнопазир мегардонад.
То ҳоло. Як гурӯҳ аз Донишгоҳи Калифорния Риверсайд тавонист кристаллҳои оптикии вақтро эҷод кунад, ки онҳоро дар ҳарорати хонагӣ тавлид кардан мумкин аст, тавре ки дар як таҳқиқот дар маҷаллаи 'Nature Communications' шарҳ дода шудааст. Барои ин микро-резонатори ночиз — диски аз шишаи фториди магний сохташуда гирифта шуд, ки диаметраш хамагй як миллиметр аст, ки хангоми кабули мавчхои басомадхои муайян ба резонанс дохил мешавад. Баъд онхо ин микро-резонатори оптикиро бо шуоъхои ду лазер бомбаборон карданд.
Қуллаҳои субгармонӣ
Хӯшаҳои субгармонӣ (солитонҳо) ё оҳангҳои басомади байни ду чӯбҳои лазерӣ, ки шикастани симметрияи вақтро нишон медиҳанд ва аз ин рӯ кристаллҳои вақтро ба вуҷуд меоранд. Система барои солитонҳои оптикӣ як торчаи гардишкунандаро эҷод мекунад, ки дар он давра давра ё сохтори онҳо дар вақт нишон дода мешавад.
Барои нигоҳ доштани якпорчагии система дар ҳарорати хонагӣ, гурӯҳ блоки автоинжекториро истифода хоҳад бурд, ки ин усул кафолат медиҳад, ки лазери шӯр басомади муайяни оптикиро нигоҳ медорад. Ин маънои онро дорад, ки системаро аз лаборатория баровардан ва барои барномаҳои саҳроӣ, махсусан барои ченкунии вақт, ҳамгироӣ ба компютерҳои квантӣ ё омӯзиши худи ҳолат истифода бурдан мумкин аст.
Ҳусейн Таҳерӣ, Марлан ва Розмари Борнс, профессори муҳандисии барқӣ ва компютерӣ дар UC Riverside ва муаллифи пешбари тадқиқот, "Вақте системаи таҷрибавии шумо мубодилаи энергия бо атрофаш дорад, парокандашавӣ ва садо ба ҳам барои вайрон кардани тартиботи муваққатӣ кор мекунанд." "Дар платформаи фотоникаи мо, система барои эҷод ва нигоҳ доштани кристаллҳои вақт мувозинати байни фоида ва зиёнро ба вуҷуд меорад."
