Mayroon kaming sa mint kung ano ang isang kristal. Sa paaralan nalaman namin na, mula sa mga butil ng asukal hanggang sa mga diamante, ang mga materyales na ito ay nagbabahagi ng isang homogenous at maayos na pag-aayos ng kanilang mga atomo, na bumubuo ng isang pattern na umuulit sa buong kalawakan, na nagbibigay ng kanilang maganda at regular na mga hugis. Sa isang klase sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) kung saan nagkaroon ng ideya si Propesor Frank Wilczek, Nobel Prize sa Physics: paano kung mayroong ilang 'time crystals' na ang istraktura, sa halip na umuulit sa kalawakan, ay umulit sa sarili sa oras?
Ang 'exotic' na hypothesis na ito na itinanim noong 2012 ay nakabuo ng isang malakas na debate sa siyentipikong komunidad sa loob ng maraming taon. Kung maaari, ang ganitong uri ng kristal ay dapat na mapanatili ang katatagan nito ngunit, sa parehong oras, baguhin din ang istraktura ng kristal nito sa pana-panahon; Napagpasyahan na kung pagmamasdan natin ang mga ito sa iba't ibang oras, dapat nating maramdaman na ang kanilang istraktura (sa espasyo) ay hindi palaging pareho, na nasa isang estado ng walang hanggang paggalaw, kahit na sa isang estado ng pinakamababang enerhiya o ground state.
Ang lahat ng ito ay direktang nagpapahina sa mga batas ng thermodynamics. At ang mga kristal na ito ay hindi magiging solid o likido o gas. Hindi kahit na plasma -ionized gas-. Ito ay magiging ibang estado ng bagay.
Pagkatapos ng matitinding debate kung saan binansagan si Wilczek na halos baliw, noong 2016, sa wakas ay naipakita ng isang team na posible ang teoryang lumikha ng mga time crystal, isang tagumpay na nakamit pagkalipas lamang ng isang taon. Simula noon, ang larangang ito ng pisika ay naging isang napaka-promising na larangan na maaaring baguhin ang lahat mula sa quantum technology hanggang sa telekomunikasyon, sa pamamagitan ng pagmimina o ang mismong pag-unawa sa uniberso.
Gayunpaman, may problema: lumilitaw lamang ang mga kristal na ito sa mga partikular na kondisyon. Sa mga konkretong termino, ginamit ng mga siyentipiko ang Bose-Einstein magnon quasiparticle condensates, isang estado ng materya na nalilikha kapag ang mga particle, na tinatawag na boson, ay pinalamig sa malapit sa absolute zero (-273,15 degrees Celsius o -460 degrees Fahrenheit). Nangangailangan ito ng napaka-sopistikadong kagamitan at, siyempre, hindi maaaring umalis sa mga laboratoryo at mga silid ng vacuum, dahil ang pakikipag-ugnayan sa panlabas na kapaligiran ay ginagawang imposible ang paglikha nito.
Hanggang ngayon. Ang isang koponan mula sa University of California Riverside ay nagawang lumikha ng mga optical time crystal na maaaring mabuo sa temperatura ng silid, tulad ng ipinaliwanag sa isang pag-aaral sa journal na 'Nature Communications'. Upang gawin ito, kinuha ang isang maliit na micro-resonator - isang disc na gawa sa magnesium fluoride glass na may diameter lamang na isang milimetro na pumasok sa resonance kapag tumatanggap ng mga wave ng ilang mga frequency. Pagkatapos ay binomba nila ang optical micro-resonator na ito ng mga beam mula sa dalawang laser.
Ang mga subharmonic na taluktok
Ang mga subharmonic spike (solitons), o frequency tones sa pagitan ng dalawang laser beam, na nagpapahiwatig ng pagkasira ng time symmetry at sa gayon ay lumikha ng mga time crystal. Lumilikha ang system ng umiikot na lattice trap para sa mga optical soliton kung saan ang kanilang periodicity o istraktura sa oras ay ipinapakita.
Upang mapanatili ang integridad ng system sa temperatura ng silid, gagamitin ng koponan ang autoinjector block, isang pamamaraan na ginagarantiyahan na ang saline laser ay nagpapanatili ng isang tiyak na optical frequency. Nangangahulugan ito na ang system ay maaaring alisin sa lab at gamitin para sa mga aplikasyon sa field, partikular para sa pagsukat ng oras, pagsasama sa mga quantum computer, o pag-aaral sa estado mismo.
"Kapag ang iyong pang-eksperimentong sistema ay may pagpapalitan ng enerhiya sa paligid nito, ang pagwawaldas at ingay ay magkakaugnay upang sirain ang temporal na kaayusan," Hossein Taheri, Marlan at Rosemary Bourns propesor ng electrical at computer engineering sa UC Riverside at nangungunang may-akda ng pag-aaral. "Sa aming platform ng photonics, nagkakaroon ng balanse ang system sa pagitan ng pakinabang at pagkawala upang lumikha at mapanatili ang mga kristal ng oras."
