Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Причудливая форма "невозможной" материи: создан первый в мире "кристалл времени"

Причудливая форма "невозможной" материи: создан первый в мире "кристалл времени"


17-03-2017, 10:34 | Необычные явления / Новость дня | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (2 128)

Причудливая форма "невозможной" материи: создан первый в мире "кристалл времени"

Американские физики впервые создали так называемый кристалл времени – состояние материи, которое нарушает временную симметрию. Несмотря на название, новое изобретение не позволит путешествовать в прошлое, но в будущем может быть использовано для хранения информации в квантовых компьютерах.

Поясним. Законы физики говорят, что пустое пространство обладает симметрией, и ни одна точка не отличается от любой другой. Но кристаллические вещества, такие как алмаз или соль, нарушают это правило, так как их атомы закреплены на строго определённых местах.

В 2012 году лауреат Нобелевской премии по физике Фрэнк Вильчек, заинтересовался следующим вопросом: почему симметрия никогда не разрушается во времени спонтанным образом, а также можно ли создать систему, в которой такое будет происходить. Вдохновлённый строением кристаллов, он предположил, что можно создавать упорядоченные особым образом структуры, которые будут изменяться с течением времени без каких-либо затрат энергии.

Сначала учёный представлял такой кристалл в виде кольца из квантовых частиц, которое будет бесконечно вращаться в слабом магнитном поле, постоянно возвращаясь в исходное состояние, без какого-либо воздействия извне. При этом система будет находиться на минимальном энергетическом уровне, а значит, не сможет производить энергию. И всё же эта идея так сильно напоминала вечный двигатель, что сам автор посчитал её слишком смелой и представил упрощённый вариант, в котором квантовая система никогда не приходит в равновесное состояние.

В обычной материи "более горячие" частицы передают энергию "более холодным" до тех пор, пока температура не выровняется и вся система из частиц не достигнет теплового равновесия. Однако в кристалле времени этого не происходит, и атомы постоянно претерпевают циклические изменения, возвращаясь на изначальные позиции и отправляясь на следующий круг.

В последующие пять лет был опубликован ряд работ, которые приводили доводы, как в пользу, так и против теории Вильчека. В частности, год назад команда из Калифорнийского университета в Беркли описала способ создания кристалла времени в лабораторных условиях, и теперь именно этот подход принёс плоды, хотя до вращающихся без посторонней помощи колец дело так и не дошло.

Группа калифорнийских учёных под руководством Нормана Яо (Norman Yao) объединила усилия с командой Кристофера Монро (Christopher Monroe) из Мэрилендского университета.

Как сообщается в пресс-релизе, исследователи составили цепочку из ионов химического элемента иттербия и охладили её до температуры, близкой к абсолютному нулю, когда энергетическое состояние системы снижается до минимума, и они переходят в так называемое основное состояние.

Затем команда воздействовала на цепь лазерными импульсами, которые заставляли атомы менять свой спин. Если "выстрелить" в ионы серией из двух импульсов с точно выровненной частотой, они сначала изменяют спин на 180 градусов, а затем возвращаются обратно к первоначальному значению. Но если частота лазерных импульсов отличается, спин поворачивается не в строго противоположном направлении и уже не может вернуться на исходную позицию.

Учёные одновременно воздействовали на систему двумя типами лазеров. Один – точно отрегулированный – переворачивал спин ионов. Другой – создающий неорганизованные импульсы с разной частотой – заставлял спины взаимодействовать друг с другом случайным образом.

Если бы имела место временная симметрия, спины должны были меняться хаотично. Но учёные обнаружили, что, несмотря на беспорядочное включение и выключение лазеров, спины ионов синхронизировались и ритмично колебались в чётко прогнозируемой последовательности, что и требовалось от кристалла времени. Мало того, когда исследователи немного сбили частоту первого лазера, система продолжала колебаться с первоначальной частотой.

Такую систему можно сравнить с колоколом, в который бьют каждую секунду, но звон раздаётся один раз в две секунды.

"В этом вся суть кристалла времени, – говорит Яо. – У вас есть какая-то движущая сила, которая воздействует на систему с определённой периодичностью, но система каким-то образом синхронизируется так, что вы наблюдаете её колебания с другой частотой".

Подробные результаты исследования команды Монро были опубликованы в журнале Nature.

Однако, добавим, что на этом история причудливой материи только начинается. Труды Вильчека вдохновили и других физиков на необычные эксперименты.

Так в Гарвардском университете команда под руководством Михаила Лукина подошла к вопросу иначе. Физики взяли алмаз, кристаллическая решётка которого содержала многочисленные включения атомов азота. Каждый такой дефект (вместо атомов углерода располагались атомы азота) обладал спином, и вместе они создавали естественный беспорядочный фон. Когда команда физиков использовала микроволновые импульсы, чтобы перевернуть спины, они увидели, что система реагирует ритмично, но не в такт частоте импульсов. Результаты исследования также были опубликованы в издании Nature.

Обе работы показали, что кристаллы времени остаются стабильными даже при небольших изменениях условий. Это означает, что в будущем они могут быть использованы в квантовых системах, которые сейчас очень сложно контролировать. Но до этого момента другим группам физиков ещё предстоит проверить выводы экспериментов, которые длились менее миллисекунды.

Вести.Ru



Рейтинг публикации:

Нравится0



Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.





» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Март 2024    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, спецоперация, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map