Физики искривили время внутри алмаза и создали новое состояние материи

• 19.03.2025, 17:12

Открытие бросает вызов традиционным представлениям о движении и времени.

Первый темпоральный кристалл или кристалл времени американские физики создали 9 лет назад и с тех пор продолжается изучение этого необычного состояния материи. Теперь же ученые совершили новый прорыв в квантовой физике, создав новое состояние материи, которое бросает вызов традиционным представлениям о движении и времени. Оно называет квазикристалл времени и является новой формой темпорального кристалла. Физики считают, что их достижение может произвести революцию в квантовых вычислениях и точном измерении времени, а также в хранении квантовой информации. Исследование опубликовано в журнале Physical Review X, пишет SciTechDaily.

Кристаллы времени – что это?

Для начала важно понимать, что из себя представляют темпоральные кристаллы или кристаллы времени. Кристаллы в пространстве представляют собой систему с постоянным расположением атомов на больших расстояниях. Поэтому кристаллы похожи на драгоценные камни по своему виду. Физики рассматривают пространство и время на одном и том же уровне. Но кроме кристаллов в пространстве существуют и кристаллы во времени. Их свойства меняются периодически во времени.

Известный всем алмаз имеет форму кристалла благодаря тому, что имеет высокоорганизованную атомную структуру. Атомы углерода в алмазе взаимодействуют друг с другом, образуя повторяющиеся, предсказуемые узоры. Эти атомы повторяют свои узоры в пространстве, нов кристаллах времени атомы повторяют узоры со временем. Другими словами, они вибрируют на постоянных частотах, что делает их кристаллизованными в четырех измерениях: трех измерениях пространства и одном измерении времени.

Новое состояние материи

Кристаллы времени похожи на часы, которые никогда не нужно заводить или же им не нужны батарейки. Теоретически такие кристаллы должны существовать вечно, но на практике они очень хрупкие и разрушаются с течением времени. Теперь же физики создали совершенно новое состояние материи – квазикристаллы времени или квазитемпоральные кристаллы.

Квазикристаллы как таковые представляют собой вещество, имеющее высокоорганизованную атомную структуру, хотя их атомы не следуют одним и тем же закономерностям в каждом измерении. Квазикристаллы времени вибрируют на разных частотах в разных измерениях.

Физики создали квазикристаллы времени внутри небольшого куска алмаза. Затем они подвергли его воздействию высокоэнергетических лазеров, что помогло выбить атомы углерода и остались микроскопические пустоты. Когда электроны перемещались в эти пустоты, они начинали взаимодействовать на квантовом уровне с соседними частицами.

Квазикристаллы времени состоят из более чем миллиона таких пустот в алмазе. Каждый квазикристалл имеет размер примерно один микрометр в ширину.

Потенциальное использование квазикристаллов времени

Сам факт существования квазикристаллов времени подтверждает некоторые основные теории квантовой физики, но они могут иметь и практическое применение.

По словам ученых, поскольку квазикристаллы времени чувствительны к квантовым силам, таким как магнетизм, они могут служить долговечными квантовыми датчиками, которым никогда не нужна подзарядка. Это, в свою очередь, предполагает, что они также могут проложить путь к точному измерению времени. Также физики считают, что квазикристаллы времени можно использовать для хранения квантовой памяти в течение длительных периодов времени в квантовых компьютерах. По сути это может быть квантовый аналог оперативной памяти в обычных компьютерах.