Обнаружен радикально новый кристалл времени, который служит в миллионы раз дольше
Полупроводник, изготовленный из арсенида индия-галлия, только что установил рекорд длительности для, казалось бы, невозможного материала, который повторяется во времени.
Длительностью не менее 40 минут — период колебаний, поддерживаемый экспериментом под руководством исследователи из Технического университета Дортмунда в Германии вытеснили все остальное в своем классе, установив новый стандарт в области, где исследователи изо всех сил пытались продвинуть этот феномен за пределы нескольких миллисекунд.
ток этих крошечных часов принял форму взаимодействий между вращающимися по орбитам электронами определенного спина и состоянием их атомных ядер. В игре «передай поляризующую посылку» колебания состояний повторяются таким образом, что это соответствует критериям так называемого кристалла непрерывного времени.
Выдвинута гипотеза более десяти лет назад известным физиком Фрэнком. Вильчека как теоретически возможная причуда природы, кристалл времени является для времени тем же, чем алмазы, сапфиры и кварцы для пространства – повторяющимися единицами материи.
Где алмаз представляет собой структуру атомов углерода в трех пространственных пространствах. В измерениях кристалл времени — это своего рода изменение структуры, повторяющееся во времени.
На первый взгляд, колебания материи, запертой в каком-то вечном Дне сурка, звучат немного подозрительно. Любой может заставить ребенка прыгать взад и вперед на качелях с помощью постоянной серии толчков, но в конечном итоге даже самый отчаявшийся родитель остановится.
Физики, не испугавшись, искали признаки покачивания и покачивания. в материалах, которые не могут быть объяснены традиционной физикой, и с тех пор столкнулись с множеством примеров активности кристаллов времени в различных контекстах. Обычно они принимают форму какого-то постороннего ритма в линейном ритме, который обеспечивается системой, а не направленным толчком извне.
Тем не менее, эти так называемые кристаллы дискретного времени все еще требуют некоторого своего рода внешний темп, задающий фоновый ритм. Остановите музыку, и веселье кристалла прекратится.
Кристалл непрерывного времени немного больше напоминает видение Вильчека. Хотя энергия по-прежнему требуется для восполнения того, что теряется в системе, ее источник не связан никакими правилами самого времени и действует как ветерок, заставляющий колокольчики раскачиваться с несколькими неожиданными звонками.
Молекулярные колокольчики в этом эксперименте представляли собой специально разработанный материал, едва способный проводить ток. Взаимосвязь между свободно удерживаемыми электронами и спинами ядер внутри атомной решетки приводит к появлению медленного, возвратно-поступательного движения, которое происходит таким образом, что его можно описать только как не- линейный.
Чтобы вернуть ядерный спин в необходимое состояние поляризации, используется источник света, который эффективно удерживает кристалл времени в заведенном состоянии. Благодаря небольшим изменениям условий, например, изменению окружающего магнитного поля или изменению температуры, колебания между электроном и ядром могут резко измениться: от нескольких секунд до почти минуты.
Без каких-либо признаков затухание колебаний, проявляющееся в течение 40-минутных периодов измерений, исследователи пришли к выводу, что это явление могло сохраняться в течение нескольких часов, если не дольше.
Ранее наблюдалось непрерывное поведение кристалла времени, продолжающееся несколько миллисекунд. в квантовом тумане сверхохлажденных газов, известных как конденсаты Бозе-Эйнштейна.
Являясь первой твердотельной версией, это последнее путешествие во временное безумие кристаллов времени открывает путь к новым видам аппаратного обеспечения, которое обеспечить точные измерения частоты.
Это исследование было опубликовано в журнале Nature Physics.
