Фізика

Часові кристали вперше провзаємодіяли

Фізики змогли вперше зафіксувати, як два часових кристали обмінялися квазічастинками. Це означає, що цей особливий стан матерії підкоряються загальній динаміці квантової механіки та можуть застосовуватися для створення квантового комп’ютера. Про це повідомляють автори статті у журналі Nature Materials.

Що таке часові кристали?

Звичайні кристали мають високо впорядковані атомні структури. У певному сенсі ці структури повторюються у просторі. У 2012 році нобелівський лауреат Френк Вільчек висунув гіпотезу, що можуть існувати кристали, структури яких повторюються не тільки у просторі, але й у часі. У 2016 році вченим вперше вдалося створити такі кристали в лабораторії. Вони постійно рухаються, змінюючи положення атомів у кристалічній решітці. При цьому такі кристали не порушують законів термодинаміки, адже загальна енергія системи не змінюється.

Як вони взаємодіяли?

Міжнародна команда вчених використала особливі атоми рідкого гелію — ізотопи гелію-3. Їх охолодили майже до абсолютного нуля, отримавши надплинну рідину, яка втратила в’язкість. Потім вчені створили два часових кристали у цій рідині та дозволили їм доторкнутися. Команді вдалося побачити, як ці два кристали обмінювалися частинками та змінювали схеми своїх рухів через це.

І що тепер?

Контрольована взаємодія часових кристалів дозволить використовувати їх на практиці, зокрема, для квантової обробки інформації. Також ці кристали можуть підвищити точність різноманітних вимірювальних приладів, зокрема, атомних годинників та систем, які на них покладаються, як-от GPS-прилади.