ที่นั่นเรามีในโรงกษาปณ์ว่าคริสตัลคืออะไร ที่โรงเรียนเราเรียนรู้ว่าตั้งแต่เม็ดน้ำตาลไปจนถึงเพชร วัสดุเหล่านี้มีการจัดเรียงอะตอมอย่างเป็นระเบียบและเป็นเนื้อเดียวกัน ทำให้เกิดรูปแบบที่ทำซ้ำทั่วทั้งอวกาศ ทำให้เกิดรูปทรงที่สวยงามและสม่ำเสมอ ระหว่างชั้นเรียนที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ที่ศาสตราจารย์แฟรงค์ วิลเชค ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ มีความคิด: จะเกิดอะไรขึ้นถ้ามี 'ผลึกแห่งกาลเวลา' ซึ่งโครงสร้างแทนที่จะทำซ้ำตัวเองในอวกาศ ซ้ำตัวเองในเวลา?
สมมติฐานที่ 'แปลกใหม่' นี้ซึ่งตั้งขึ้นในปี 2012 ทำให้เกิดการโต้เถียงกันอย่างเข้มข้นในชุมชนวิทยาศาสตร์เป็นเวลาหลายปี ถ้าเป็นไปได้ คริสตัลประเภทนี้จะต้องสามารถรักษาความเสถียรของมันได้ แต่ในขณะเดียวกัน ก็ต้องเปลี่ยนโครงสร้างผลึกเป็นระยะด้วย มีการตัดสินใจแล้วว่าหากเราสังเกตพวกมันในเวลาต่างกัน เราควรตระหนักว่าโครงสร้าง (ในอวกาศ) นั้นไม่เหมือนกันเสมอไป อยู่ในสถานะการเคลื่อนไหวตลอดเวลา แม้แต่ในสภาวะที่มีพลังงานขั้นต่ำหรือสถานะพื้นฐาน
ทั้งหมดนี้บ่อนทำลายกฎของอุณหพลศาสตร์โดยตรง และคริสตัลเหล่านี้จะไม่เป็นของแข็งหรือของเหลวหรือก๊าซ ไม่แม้แต่พลาสม่า -ไอออไนซ์แก๊ส- มันจะเป็นสถานะของสสารที่แตกต่างกัน
หลังจากการโต้วาทีอย่างดุเดือดซึ่งวิลเช็คถูกตราหน้าว่าแทบคลั่งไคล้ ในปี 2016 ทีมงานในที่สุดก็สามารถแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎีในการสร้างผลึกเวลา ซึ่งเป็นความสำเร็จที่ทำได้เพียงหนึ่งปีต่อมา ตั้งแต่นั้นมา สาขาวิชาฟิสิกส์นี้ได้กลายเป็นสาขาที่มีแนวโน้มสูงที่สามารถปฏิวัติทุกอย่างตั้งแต่เทคโนโลยีควอนตัมไปจนถึงโทรคมนาคม ผ่านการขุดหรือความเข้าใจในจักรวาล
อย่างไรก็ตาม มีปัญหาคือ ผลึกเหล่านี้จะปรากฏในสภาวะที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น ในแง่ที่เป็นรูปธรรม นักวิทยาศาสตร์ใช้ Bose-Einstein magnon quasiparticle condensates ซึ่งเป็นสถานะของสสารที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่เรียกว่า bosons ถูกทำให้เย็นลงจนใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ (-273,15 องศาเซลเซียสหรือ -460 องศาฟาเรนไฮต์) สิ่งนี้ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากและแน่นอนว่าไม่สามารถออกจากห้องปฏิบัติการและห้องสุญญากาศได้ เนื่องจากการทำงานร่วมกันกับสภาพแวดล้อมภายนอกทำให้การสร้างเป็นไปไม่ได้
จนถึงตอนนี้. ทีมงานจาก University of California Riverside ได้สร้างผลึกเวลาแสงที่สามารถสร้างได้ที่อุณหภูมิห้อง ดังที่อธิบายไว้ในการศึกษาในวารสาร 'Nature Communications' ในการทำเช่นนี้ ได้นำไมโครเรโซเนเตอร์ขนาดเล็กมาใช้ ซึ่งเป็นดิสก์ที่ทำจากแก้วแมกนีเซียมฟลูออไรด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงหนึ่งมิลลิเมตรซึ่งเข้าสู่การสั่นพ้องเมื่อได้รับคลื่นความถี่ที่แน่นอน จากนั้นพวกเขาก็ทิ้งระเบิดไมโครเรโซเนเตอร์ด้วยแสงด้วยลำแสงจากเลเซอร์สองตัว
พีค subharmonic
แหลมใต้ฮาร์โมนิก (โซลิตัน) หรือเสียงความถี่ระหว่างลำแสงเลเซอร์สองลำ ซึ่งบ่งชี้ถึงการแตกหักของความสมมาตรของเวลา และด้วยเหตุนี้จึงสร้างผลึกแห่งเวลาขึ้น ระบบจะสร้างกับดักตาข่ายหมุนสำหรับโซลิตันแบบออปติคัล ซึ่งจะแสดงคาบหรือโครงสร้างในเวลา
เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของระบบที่อุณหภูมิห้อง ทีมงานจะใช้บล็อกหัวฉีดอัตโนมัติ ซึ่งเป็นเทคนิคที่รับประกันว่าเลเซอร์น้ำเกลือจะรักษาความถี่แสงที่แน่นอน ซึ่งหมายความว่าสามารถนำระบบออกจากห้องปฏิบัติการและใช้สำหรับการใช้งานภาคสนามได้ โดยเฉพาะสำหรับการวัดเวลา การรวมเข้ากับคอมพิวเตอร์ควอนตัม หรือการศึกษาสถานะด้วยตัวมันเอง
"เมื่อระบบทดลองของคุณมีการแลกเปลี่ยนพลังงานกับสภาพแวดล้อม การกระจายและเสียงรบกวนทำงานร่วมกันเพื่อทำลายระเบียบเวลา" Hossein Taheri, Marlan และ Rosemary Bourns ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ที่ UC Riverside และผู้เขียนนำของการศึกษา "บนแพลตฟอร์มโฟโตนิกส์ของเรา ระบบจะสร้างสมดุลระหว่างการได้รับและการสูญเสียเพื่อสร้างและรักษาผลึกเวลาไว้"
