Sobota, 27 července, 2024

Časové krystaly zastavují zákony fyziky

Adam Walko 3 min read 328 Zobrazení , ,
NovéTechnologieVšechny články
Foto: Fotocitizen / Picxabay

Časový krystal je vytvořen sbírkou atomů nebo iontů, které vzájemně spolupracují. Lze ji zařadit mezi takové skupiny, jako jsou supravodiče, kvantové spinové kapaliny a superfluidy. Tvoří další z exotické řady stavů hmoty. Látka se v podstatě pohybuje v čase, ale je stabilní. Mohla by být využita pro sestavení kvantových počítačů, které nikdy neztrácejí informace. Píše se na serveru news.berkeley.edu.

V roce 2012 byla navržena studie této formy hmoty, která spontánně rozbíjí časovou invarianci, základní symetrii v čase. Pojem časové invariance diktuje, že dělat něco nyní by přineslo stejný výsledek jako dělat stejnou věc, například jednu minutu v budoucnu (všechny ostatní podmínky jsou stejné). Kvantová interakce mezi částicemi, jako jsou ionty nebo subatomové částice, může vytvořit stav hmoty, který osciluje opakovaně v čase.

Stejně jako krystal má strukturu, která se opakuje ve vesmíru. To znamená, že pokud se záležitost osciluje s časem 2 minuty, dělat něco s tou věcí nyní by mělo jiné výsledky než dělat totéž 1 minutu od teď. Pro porozumění, co to znamená, si lze představit, že dva lidé drží skokové lano a houpají jím na třetí osobu, která chce skočit. V běžných stavech hmoty, pokud lano dělá kroužek každou vteřinu, musí člověk skočit každou vteřinu. Ale v čase krystalu je to, jako kdyby skokan zvedl nohy, kdykoli se lano dotkne země, a přesto nějak zachovává čas a není zapleteno do provazu.

Foto: Lucent_Designs_dinoson20 / Pixabay

V poslední době následná práce ukázala, že krystalické časové podmínky nemohou existovat v tepelné rovnováze. (Základním principem termodynamiky je to, že dva objekty v kontaktu nakonec vyvstanou při stejné teplotě v rovnovážném stavu nebo tepelné rovnováze systému.) Ale brzy poté vědci ukázali, že časové krystaly by mohly existovat v dynamických stavech, kdy systémy se rychle mění a dosud nedosáhly tepelné rovnováhy.


Začátkem roku 2020 byl vytvořen teoretický materiál, který identifikoval klíčové popisy časového krystalu. Byl předpovězeno, co se stane, když se takový krystal rozplyne do hmotnějšího stavu hmoty a stanoví experimentální způsob, jak dokázat existenci krystalů času.

V experimentu bylo zachyceno 14 iontů ytterbia pomocí laserových paprsků a poté se manipulovalo s rotacemi iontů pomocí pevně zaměřených laserových paprsků. Materiál se choval jako časový krystal, který osciloval na polovině frekvence jízdy. Během experimentu se materiál nezahříval, ačkoli se do systému vneslo velké množství energie. To je znamení, že zákony termodynamiky se během trvání experimentu neprojevily.

Fascinující věcí na těchto experimentech je, že pozastavují zákony fyziky neurčitě. Je to jako s šálkem horké kávy, který postupně chladne, ale nikdy neochladne tak, aby byl přesně roven pokojové teplotě. Vždy v něm zůstane pozůstatek tepelné energie, který setrvává na místě.

Zdroj: news.berkeley.edu

AI Antarktida asteroid atmosféra Austrálie bakterie DNA drony ekologie Galaxie historie jaderné zbraně Lockheed Martin Mars medicína mozek Měsíc NASA nebezpečí Německo oceán Pentagon Polsko příroda Rusko slunce smrt SpaceX technologie UFO Ukrajina umělá inteligence USA vesmír video voda válka výzkum věda vědci zajímavosti Země záhady Čína černá díra