29 июня, 2022

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Дважды кристаллы впервые были успешно соединены вместе

Физики только что сделали удивительный шаг к квантовым устройствам, которые выглядят как нечто из научной фантастики.

Впервые изолированные группы частиц ведут себя странно состояния вещества Известные как кристаллы времени, они были объединены в одну сложную систему, которая может быть невероятно полезной. Количественная статистика.

После первого наблюдения взаимодействия между двумя кристаллами времени, подробно описанного в статье два года назад, это следующий шаг к возможности использования кристаллов времени для практических целей, таких как квантовая обработка информации.

Кристаллы времени, которые были обнаружены и официально подтверждены всего несколько лет назад в 2016 году, когда-то считались физически невозможными. Это фаза вещества, очень похожая на обычные кристаллы, но обладающая дополнительным, очень странным и особым свойством.

В обычных кристаллах атомы располагаются в фиксированной трехмерной структуре решетки, такой как атомная решетка алмаза или кристалла кварца. Эти повторяющиеся зажимы могут различаться по конфигурации, но любое движение, которое они показывают, происходит исключительно от внешних толчков.

В кристаллах времени атомы ведут себя несколько иначе. Они отображают закономерности движения во времени, которые не могут быть легко объяснены внешним толчком или импульсом. Эти колебания, называемые «тиками», привязаны к регулярной и заданной частоте.

Теоретически кристаллы времени бьются в самом низком из возможных энергетических состояний, известном как основное состояние, и, таким образом, остаются стабильными и когерентными в течение длительных периодов времени. Поэтому, поскольку регулярная кристаллическая структура повторяется в пространстве, временные кристаллы повторяются в пространстве и времени, показывая постоянное движение основного состояния.

«Все знают, что вечный двигатель невозможен». Говорит физик и ведущий автор Самули Аутти. из Ланкастерского университета в Великобритании.

«Однако в квантовой физике вечное движение прекрасно, пока мы закрываем глаза. Проскальзывая через эту щель, мы можем создавать кристаллы времени».

READ  Призрачная черная дыра могла быть обнаружена исследователями из Калифорнийского университета в Беркли.

Кристаллы времени, над которыми работала команда, сформированы квазичастицы Их называют магнонами. Магноны не являются реальными частицами, а состоят из коллективного возбуждения вращающегося электрона, подобно волне, распространяющейся через сеть спинов.

Магнониты возникают, когда гелий-3 — стабильный изотоп гелия с двумя протонами, но только с одним нейтроном — охлаждается до одной десятитысячной градуса абсолютного нуля. Это приводит к тому, что называется superpass B, который представляет собой вязкую жидкость под низким давлением.

В этой среде кристаллы времени сформировались как пространственно различные конденсаты Бозе-Эйнштейна, каждый из которых состоит из триллиона магнонных квазичастиц.

а Конденсатор Бозе-Эйнштейна Он состоит из бозонов, охлажденных до доли выше абсолютного нуля (но не до абсолютного нуля, после чего атомы перестают двигаться).

Это заставляет их погружаться в низкоэнергетическое состояние, двигаться очень медленно и собираться достаточно, чтобы перекрываться, создавая облако атомов высокой плотности, которое действует как одиночный «суператом» или волна материи.

Когда два кристалла, которым позволили коснуться друг друга, обменялись вокализациями. Этот обмен повлиял на колебание каждого кристалла времени, создав единую систему с возможностью работать в двух отдельных состояниях.

В квантовой физике вещи, которые могут иметь более одного состояния, существуют в смеси этих состояний до того, как они будут наложены друг на друга по явной аналогии. Итак, имея файл кристалл времени Он работает в двухгосударственной системе. Он предоставляет богатый выбор новых возможностей в качестве основы для квантовых технологий.

Кристаллы времени — хороший способ использовать их в качестве кубитов, поскольку сначала нужно решить большое количество препятствий. Но кусочки начинают вставать на свои места.

Ранее в этом году другая группа физиков объявила, что им удалось создать кристаллы времени при комнатной температуре, которые не нужно было изолировать от окружающей среды.

READ  Таинственная звезда пережила термоядерный взрыв сверхновой

Более сложные взаимодействия между кристаллами времени и их точный контроль потребуют дальнейшего развития, как и мониторинг взаимодействующих кристаллов времени без необходимости использования переохлажденных жидкостей. Но ученые настроены оптимистично.

«Оказывается, их соединение прекрасно работает, даже если кристаллов времени там изначально не было», говорит Аутти. «И мы уже знаем, что он существует и при комнатной температуре».

Поиск был опубликован в Связь с природой.