2012. aastal märkis MIT-i füüsik Frank Wilczek, et füüsikaseadustel on ka ajaline sümmeetria. See tähendab, et iga hiljem korratav katse peaks andma sama tulemuse. Wilczek tõi analoogia tavaliste kristallidega, kuid aja dimensioonis, nimetades seda spontaanset aega murdvat sümmeetriat ajakristalliks. Mõne aasta pärast suutsid füüsikud selle lõpuks ehitada.
“Ajakristallid katavad osa kahe maailma piirist. Võib-olla saame ajakristalle üksikasjalikult uurides õppida piiri eemaldamist., ütles Ühendkuningriigi Lancasteri ülikooli projekti juhtivteadur Samuli Autti.
Uues uuringus kasutasid Autti ja tema meeskond oma ajakristalli loomiseks "magnoneid". Magnonid on kvaasiosakesed, mis tekivad aatomirühma kollektiivses olekus. Sel juhul võttis rühm füüsikuid heelium-3 (heeliumiaatom, millel on kaks prootonit, kuid ainult üks neutron) ja jahutas selle kümne tuhandiku kraadini üle absoluutse nulli. Sellel temperatuuril on heelium-3 muutunud Bose-Einsteini kondensaadiks, kus kõigil aatomitel on ühine kvantolek ja nad töötavad üksteisega kooskõlas. Selles kondensaadis on kõik heelium-3 elektronide spinnid ühendatud ja töötavad koos, tekitades magnetenergia laineid – magnoneid. Need lained loksusid lõputult edasi-tagasi, muutudes ajakristalliks.
Autti meeskond võttis kaks magnoonide rühma, millest igaüks toimis eraldi ajakristallina, ja viis nad piisavalt lähedale, et nad saaksid üksteist mõjutada. Magnonite kombineeritud süsteem toimis ühe ajakristallina, millel oli kaks erinevat olekut.
Selle katse eesmärk on luua stabiilne ajakristallide süsteem, mida saaks kasutada kvantarvutustes. Klassikalistes arvutisüsteemides on teabe põhiühikuks bitt, mis võib võtta oleku 0 või 1, samas kui kvantarvutuses võib iga "qubit" olla korraga rohkem kui ühes kohas, mis võimaldab teha palju rohkem arvutusi. sooritada.
"See võib tähendada, et ajakristalle saab kasutada kvantseadmete ehitusplokina, mis töötavad ka väljaspool laborit. Sellise ettevõtmise juures saab põhiliseks ehituskiviks meie loodud kahetasandiline süsteem.", - ütles Autti.
See töö on praegu töötavast kvantarvutist väga kaugel, kuid avab huvitavaid uurimissuundi. Tegelikult on füüsikud loonud süsteemi kahest ühendatud ajakristallist, mis on kummalised kvantsüsteemid, mis on kinni jäänud lõpmatusse ahelasse, mille suhtes tavapärased termodünaamika seadused ei kehti. Kui teadlased suudavad manipuleerida kahe ajakristalli süsteemiga ilma selle kvantolekuid hävitamata, võiksid nad potentsiaalselt ehitada suuremaid ajakristallide süsteeme, mis oleksid tõelised arvutusseadmed.
Saate aidata Ukrainal võidelda Vene sissetungijate vastu. Parim viis selleks on annetada raha Ukraina relvajõududele läbi Päästa elu või ametliku lehe kaudu NBU.
Loe ka: