Ερευνητές που εργάζονται σε συνεργασία με την Google ίσως μόλις χρησιμοποίησαν τον κβαντικό υπολογιστή του τεχνολογικού γίγαντα για να δημιουργήσουν μια εντελώς νέα φάση της ύλης - τον κρύσταλλο του χρόνου.
Με την ικανότητα να κινούνται άπειρα μεταξύ δύο καταστάσεων χωρίς απώλεια ενέργειας, οι κρύσταλλοι χρόνου αποφεύγουν έναν από τους πιο σημαντικούς νόμους της φυσικής, τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, που δηλώνει ότι η αταξία ή η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος πρέπει πάντα να αυξάνεται.
Αυτοί οι παράξενοι προσωρινοί κρύσταλλοι παραμένουν σταθεροί, αντιστέκονται σε οποιαδήποτε διάλυση στην τυχαιότητα, παρά το γεγονός ότι βρίσκονται σε μια συνεχή κατάσταση ροής. Η ύπαρξη αυτής της παράξενης νέας φάσης της ύλης είναι απίστευτα συναρπαστική για τους φυσικούς, ειδικά αφού η ύπαρξη κρυστάλλων χρόνου είχε προβλεφθεί για πρώτη φορά μόλις πριν από 9 χρόνια.
Σύμφωνα με μια ερευνητική εργασία, οι επιστήμονες μπόρεσαν να δημιουργήσουν έναν κρύσταλλο χρόνου σε περίπου 100 δευτερόλεπτα χρησιμοποιώντας qubits (την έκδοση κβαντικών υπολογιστών ενός παραδοσιακού bit υπολογιστή) μέσα στον πυρήνα του κβαντικού επεξεργαστή Sycamore της Google. Μέσα στο "κουτί" του Google Sycamore, μπορούμε να δούμε τα qubits του κβαντικού επεξεργαστή όπως ακριβώς και τα νομίσματά μας. Ακριβώς όπως τα νομίσματα μπορεί να είναι κεφαλές ή ουρές, τα qubits μπορεί να είναι είτε 1 είτε 0 – οι δύο πιθανές θέσεις σε ένα σύστημα δύο καταστάσεων – ή ένας περίεργος συνδυασμός των πιθανοτήτων και των δύο καταστάσεων, που ονομάζεται υπέρθεση. Το περίεργο με τους κρυστάλλους χρόνου είναι ότι καμία ποσότητα ταλαντώσεων ή μεταβάσεων από τη μια κατάσταση στην άλλη δεν μπορεί να αλλάξει τα qubits του κρυστάλλου χρόνου στην κατάσταση με τη χαμηλότερη ενέργεια, η οποία είναι μια τυχαία διαμόρφωση, μπορούν μόνο να τα γυρίσουν από την αρχική κατάσταση σε άλλη πολιτεία και μετά πίσω. Με αυτή την έννοια, ο κρύσταλλος του χρόνου είναι σαν ένα εκκρεμές που δεν σταματά ποτέ να αιωρείται.
Το πείραμα της Google θα παραμείνει πιθανότατα ο καλύτερος τρόπος για τη μελέτη των κρυστάλλων χρόνου για το άμεσο μέλλον. Ενώ πολλά άλλα έργα πέτυχαν να δημιουργήσουν αυτό που φαίνεται πειστικά ότι είναι προσωρινοί κρύσταλλοι με άλλα μέσα - με διαμάντια, υπερρευστό ήλιο-3, οιονεί σωματίδια και με συμπυκνώματα Bose-Einstein - ως επί το πλείστον, οι κρύσταλλοι που παράγονται σε αυτές τις ρυθμίσεις διαλύονται πολύ γρήγορα για λεπτομερή μελέτη.
Η θεωρητική καινοτομία των κρυστάλλων είναι κατά μία έννοια ένα δίκοπο μαχαίρι, καθώς οι φυσικοί προσπαθούν επί του παρόντος να βρουν σαφείς εφαρμογές για αυτούς, για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες υψηλής ακρίβειας ή για την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών.
Διαβάστε επίσης: