به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از خراسان جنوبی و به نقل از نیو اطلس، ما به سرعت در حال یادگیری بیشتر در مورد بلورهای زمان هستیم، فازهای عجیبی از ماده که به نظر می رسد تقارن ترجمه زمان را شکسته اند - چیزی است که تا همین اواخر غیرممکن به نظر میرسید. اکنون دانشمندان برای اولین بار دو کریستال زمانی را در تعامل مشاهده کرده اند که می تواند اولین قدم برای استفاده از آنها در کاربردهای عملی مانند محاسبات کوانتومی باشد.

بلورهای منظم توسط ساختارهای بسیار منظم اتمیشان تعریف می شوند - به یک معنا، اتمهای آنها در طول فضا تکرار می شوند. اما آیا بلورهایی نیز وجود دارند که در طول زمان تکرار شوند؟ این فرضیه ای بود که فرانک ویلچک، برنده جایزه نوبل در سال 2012 مطرح کرد و در سال 2016، این کریستال های زمانی برای نخستین بار در یک آزمایشگاه ایجاد شدند.

کریستال های زمانی توانایی عجیبی برای تکرار الگوهای حرکتی در طول زمان دارند، حتی وقتی هیچ نیروی خارجی آنها را هدایت نمی کند. عجیب ترین حالت به عنوان کاسه ژله نشان داده می شود - اگر به این دسر ضربه بزنید، انتظار دارید که برای چند ثانیه بلرزد و سپس متوقف شود، تا زمانی دوباره به آن ضربه بزنید. اما کریستال های زمانی ممکن است چند ثانیه طول بکشد تا شروع به حرکت کنند، سپس متوقف می شوند و پس از آن دوباره خود به خود شروع به حرکت می کنند و این روند به طور بی پایان تکرار می شود. اینها ممکن است با تجربیات روزمره فیزیک توجیه پذیر نباشد، اما باور کنید یا نه، هیچ یک قوانین ترمودینامیک را نقض نمی کنند.

دانشمندان به تحقیق درباره این ساختارهای عجیب ادامه می دهند، و اکنون یک تیم پیشرفت مهمی را انجام داده است - مشاهده دو کریستال زمانی متقابل. محققانی از دانشگاه های ییل، ​​لنکستر و آلتو و همچنین رویال هالووی لندن، کار خود را با حالت فوق العاده هلیوم-3 شروع کردند.

یک یخچال دوار برای خنک کردن هلیوم 3 سطح فوق العاده تا صفر مطلق که در مطالعه استفاده می شود

این تیم هلیوم-3 را تا یک تار مو بالاتر از صفر مطلق یعنی منفی 273.15 درجه سانتیگراد یا منفی 459.67 فارنهایت خنک کردند، سپس دو کریستال زمانی را در سوپرفلوید ایجاد کردند و اجازه دادند تا هم را لمس کنند. آنها دو کریستال زمانی را مشاهده کردند که ذرات را به جلو و عقب بین همدیگر می راندند و حرکتشان را سمت رسیدن به یک الگوی متناوب هدایت می کردند. این یک نشانه از پدیده ای به نام اثر جوزفسون است.

در حال حاضر ، مشکل اصلی رایانه های کوانتومی این است که به سختی می توان اطلاعات را برای مدت طولانی "منسجم" یا پایدار نگه داشت. اما بلورهای زمان این کار را به سادگی انجام می دهند ، به این معنی که می توانند به ما در غلبه بر این مسائل یاری کنند. همچنین می توانند منجر به پیشرفت در زمانبندی های دقیق تر، مانند ساعت های اتمی و همچنین سیستم هایی قابل اعتماد مانند GPS شوند.

این تحقیق در ژورنال نیچر متریالز منتشر شده است.