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?



Противовирусный препарат Виталанг-2. Приобрести.


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Что такое темпоральный кристалл и как он переворачивает наши представления о законах физики

Что такое темпоральный кристалл и как он переворачивает наши представления о законах физики


21-09-2021, 02:21 | Наука и техника / Новости науки и техники | разместил: cosm | комментариев: (3) | просмотров: (3 010)
В конце июля компания Google объявила, что ее инженерам удалось создать внутри квантового компьютера новое состояние материи — так называемый кристалл времени (или темпоральный кристалл), само существование которого, кажется, бросает вызов известным нам фундаментальным законам физики.

Научная статья, написанная при участии исследователей из Стэнфорда, Принстона и других ведущих американских университетов и подробно описывающая технологию создания кристалла, осенью должна быть опубликована в журнале Nature — после того как пройдет положенную проверку научным сообществом.

 

Авторы работы (а в черновике публикации перечислено больше сотни имен) и сами не до конца уверены в том, что их эксперимент действительно удался. Однако, если открытие подтвердится, Google можно будет считать первооткрывателем одной из самых невероятных и перспективных технологий будущего.

 

Темпоральные кристаллы должны сыграть важнейшую роль в создании квантовых компьютеров — настолько быстрых и мощных, что они смогут за считанные минуты решать задачи, на которые у современных процессоров ушли бы тысячелетия. Собственно, и создан кристалл времени был внутри самого мощного на сегодняшний день квантового компьютера, Google Sycamore.

 

 

Фото: Google

Эксперты называют это открытие настолько революционным, что «в полной мере осознать его важность мы пока еще даже не в состоянии».

 

Так что такое кристалл времени?

 

Всем известны три основные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Они существенно отличаются физическими свойствами, но могут переходить одно в другое при необходимых условиях — давлении и температуре.

 

 

Однако этими тремя Вселенная не ограничивается. Ученым известны и другие, более экзотические состояния материи. Например, плазма, которая помогла нам заменить громоздкие телевизоры на мониторы с плоским экраном. В естественных условиях на Земле плазму можно наблюдать в основном в виде молний и северного сияния, хотя во Вселенной на нее приходится 99,9% всего привычного нам вещества.

 

За последние сто лет в лабораторных условиях удалось получить сверхтекучие квантовые жидкости (например, жидкий гелий), а также вырожденное вещество, бозе-эйнштейновский конденсат и другие.

 

емпоральный кристалл — одно из таких экзотических состояний. И, чтобы понять его природу, для начала нужно вспомнить, что такое кристалл обычный — будь то драгоценный алмаз или простой лед.

 

В отличие от жидкостей и газов, где частицы находятся в постоянном движении, периодически сталкиваясь между собой, кристалл — твердое тело. Его атомы (или молекулы) связаны между собой и расположены в строгой повторяющейся последовательности, на одинаковом расстоянии друг от друга, как углы клеток на шахматной доске. Впрочем, клетки плоские, а кристалл объемный — так что его структура напоминает скорее кубик Рубика.

 

В жидком и газообразном состоянии вещество со всех сторон выглядит одинаково. Физики называют это явление пространственной симметрией. А вот внешний вид твердых предметов зависит от угла зрения, поэтому ученые говорят, что в кристаллах пространственная симметрия нарушена.

 

Однако теория относительности утверждает, что, помимо трехмерного пространства, у Вселенной есть и четвертое измерение — время. Поэтому в 2012 году американский физик и лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек предположил, что атомы кристалла могут располагаться точно так же — в повторяющейся последовательности, на одинаковом удалении друг от друга — но не в пространстве, а во времени, периодически возвращаясь в изначальное положение.

 

Фрэнк Вильчек. Фото: Wikimedia / Kenneth C. Zirkel / CC BY-SA 3.0

Представьте, что вы насыпали в коробку горсть монет и аккуратно выложили каждую орлом кверху. Потом эту коробку хорошенько потрясли, открыли — и увидели, что монеты внутри перевернулись, причем перевернулись одинаково: теперь все до единой лежат кверху решкой.

Потрясли еще раз — снова везде орел; еще — опять только решка, и так далее. Система словно запоминает, в каком состоянии находилась изначально — и возвращается к нему вновь и вновь, после каждого четного изменения. А после каждого нечетного — меняет это состояние на противоположное.

 

Поскольку повторяющееся действие одно и то же, а его результат повторяется через раз, ученые говорят, что в данном случае нарушена симметрия времени. Именно это — определяющее свойство темпоральных кристаллов.

 

Монеты в данном случае — это элементарные частицы, из которых состоит кристалл (как шарики на картинке выше). Орел и решка — их квантовые состояния, а «потряхивание коробки» — любое периодически повторяющееся воздействие (например, облучение кристалла лазером). Вильчек рассчитал, возможно ли такое в теории — и математические формулы сошлись, подтверждая его правоту.

 

И хотя через несколько лет в опубликованных расчетах нобелевского лауреата были обнаружены неточности, эксперименты по созданию кристаллов времени продолжились — и, кажется, увенчались успехом.

Почему открытие кристалла времени называют революцией в науке?

 

Характеристики кристалла противоречат сразу нескольким фундаментальным законам физики — во всяком случае так кажется на первый взгляд.

Темпоральный кристалл переходит из одного состояния в другое и обратно, не затрачивая при этом энергии (энергия лазера кристаллу не передается, выступая своеобразным «физическим катализатором») — а это подозрительно напоминает вечный двигатель, существование которого наука официально признала невозможным еще в XVIII веке. Парижская академия наук перестала принимать и рассматривать проекты вечного двигателя в 1775 году — «ввиду очевидной невозможности его создания».

 

Возвращаясь к аналогии чуть выше, монеты в коробке переворачиваются не произвольно, случайным образом, а упорядоченно, все вместе — как если бы между ними была какая-то необъяснимая связь, — хотя весь наш опыт подсказывает, что в жизни так не бывает.

 

Всем известно, что разбить любой предмет куда проще, чем собрать его из нескольких частей. Смешать белок и желток — дело нескольких секунд, а вот разделить их после этого практически невозможно. Эти примеры наглядно демонстрируют нам действие Второго закона термодинамики, который гласит, что с течением времени любая изолированная система, части которой взаимодействуют между собой, стремится от порядка к хаосу.

 

То есть к равномерному распределению температуры и энергии по всему своему объему. Такое состояние физики еще называют «тепловая смерть».

Отпущенный маятник не может колебаться бесконечно: во время движения он затрачивает энергию, поэтому рано или поздно колебания затухают. А энергия темпорального кристалла остается неизменной без всякой подпитки извне, поэтому в теории, в полностью изолированной системе, он может переходить из одного состояния в другое (и возвращаться обратно) бесконечно.

 

Правда, инженер Google и ведущий автор работы Сяо Ми говорит Русской службе Би-би-си, что эти противоречия иллюзорны. И на роль вечного двигателя темпоральный кристалл не годится.

 

Хотя кристалл действительно демонстрирует “вечное движение”, это движение не производит энергии

«На самом деле свидетельство вечного движения в квантовых системах нам уже встречалось, — продолжает физик. — Например, в сверхпроводниках, по которым электроны путешествуют, не встречая никакого сопротивления. Или в сверхтекучих жидкостях, где, так же без всякого сопротивления, перемещаются атомы гелия. Хотя ни там, ни там пространственная симметрия не нарушена — а значит, под определение темпоральных кристаллов они не попадают».

 

Что же касается теории относительности, где время и пространство покоятся на одном фундаменте, то в этой системе координат действительно может показаться, что раз уж обычные кристаллы (то есть любые твердые тела в целом) нарушают пространственную симметрию, то со всей очевидностью должна нарушаться и симметрия относительно сдвига во времени.

 

«Несколько лет теоретических исследований ушло на то, чтобы понять: “тепловой смерти” можно избежать — путем так называемой многочастичной локализации (MBL), за счет которой нарастание энтропии в каждой части системы замедляется», — говорит Сяо Ми.

 

Зачем все это нужно?

 

 

Теоретическая физика не относится к прикладным наукам — а значит, в ближайшее время невероятному открытию вряд ли найдется достойное применение на практике.

 

Поскольку темпоральные кристаллы оказались невероятно устойчивыми к электромагнитному шуму (то есть любым воздействиям извне системы), им с большой вероятностью найдется применение при создании сверхточных часов и гироскопов.

 

Еще одна популярная версия состоит в том, что обнаружение столь уникальной формы материи приближает ученых к созданию запоминающих устройств для квантовых суперкомпьютеров.

 

Однако пока любые версии применения темпоральных кристаллов на практике — не более чем предположения. Даже сами создатели кристалла не могут убедительно ответить на вопрос, где технология найдет свое практическое применение, и не исключают, что на это уйдут десятилетия.

Однако, по словам Сяо Ми, с точки зрения науки не это главное.

 

«Кристаллы времени — явление настолько удивительное, что заслуживает изучения само по себе, безо всякой практической цели, — уверяет он. — Нам ведь так мало известно о состояниях, в которых вещество может выходить за пределы температурного равновесия»

 

 

 



Источник: hi-tech.mail.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится24



Комментарии (3) | 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.

  1. » #3 написал: Классик (2 октября 2021 16:24)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментария 1074
    Рейтинг поста:
    -1
    Время- это энергия-это свет. Одно без другого существовать не может. Для порядка осталось создать наблюдателей.
    "Звали его Несущим Свет, он боролся и спорил — не с небом, а с землей, с материей, т. е. с ложью, и победил ее.....
    Он поднялся очень высоко, но в конце концов усомнился в истине и на мгновение поверил лжи, с которой сам боролся. От этого он упал и разбился на тысячу кусков. И вот из его потомства и были Адам и Ева. "
    Разговоры с дьяволом. (Успенский).
    Величина времени -постоянна и может делиться и умножаться -а на сферической поверхности -складываться и вычитаться.
    Фрэнк правильно заметил -энергия в кристалле накапливается извне.
    Правильно собранный кристалл, имеющий сотовую кристаллическую решетку определенных размеров является приемником энергии одного из многочисленных миров.
    Но закон сохранения энергии для всех един -что получишь -то отдашь.
    Например, так называемая Атлантида(Анамаш) широко использовала технологию энергии кристаллов. Но когда пришло время платить -они отказались, считая себя богами.
    За что и попалтились.

       
     


  2. » #2 написал: Damkin (1 октября 2021 10:31)
    Статус: Пользователь Онлайн |



    Группа: Редакция
    публикаций 58
    комментария 363
    Рейтинг поста:
    -1
    Однако теория относительности утверждает, что, помимо трехмерного пространства, у Вселенной есть и четвертое измерение — время.

    Теория относительности - всего лишь теория, не более. Время не может быть "измерением", время - это мера длительности вращательного движения, если хотите, синоним понятия "движение".
    Не существует никаких кристаллов времени - это опять же, всего лишь логическое построение теоретика.

       
     


  3. » #1 написал: fornit (30 сентября 2021 19:47)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментариев 25
    Рейтинг поста:
    -1
    время- одно, а периодичность свойств, меняющаяся со временем - совершенно другое и не имеет никакого отношения к сущности времени, а лишь условно обозначает переменчивость состояния во времени. Так что все это - типичный хайп для престижа и фейк-ньюз. Никаких таких особых свойств и попирания физ-законов это не дает.

       
     






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


Новости по дням
«    Ноябрь 2021    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Уход Лукашенко




Реклама

Облако тегов
Аварии и ЧП на АЭС, 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, Кризис в России, Любимая Россия, 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, 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