นักฟิสิกส์สังเกตเห็นปฏิกิริยาของ "ผลึกเวลา" เป็นครั้งแรก

นักฟิสิกส์สังเกตเห็นปฏิกิริยาของ "ผลึกเวลา" เป็นครั้งแรก
นักฟิสิกส์สังเกตเห็นปฏิกิริยาของ "ผลึกเวลา" เป็นครั้งแรก
Anonim

นักวิทยาศาสตร์จากบริเตนใหญ่ ฟินแลนด์ และรัสเซียเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ได้เห็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างผลึกชั่วคราวสองอัน ซึ่งแสดงถึงระยะใหม่ของสสาร ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Materials

คำว่า ชั่วขณะ หรือ ผลึกชั่วขณะ กำหนดระบบทางกายภาพที่สมมาตรถูกทำลายด้วยการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับเวลา เช่นเดียวกับในผลึกทั่วไป ความสมมาตรของอวกาศถูกทำลาย

ความเป็นไปได้ทางทฤษฎีของการมีอยู่ของผลึกชั่วคราวถูกทำนายในปี 2555 โดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันและผู้ได้รับรางวัลโนเบล Frank Wilczek เขาแนะนำว่าในระบบดังกล่าว ในสภาวะสมดุลและในกรณีที่ไม่มีอิทธิพลจากภายนอก การเคลื่อนไหวเป็นระยะควรเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ในกรณีนี้ บทบาทของไซต์ขัดแตะสามารถเล่นได้ไม่เพียงโดยอะตอมและอิเล็กตรอนเท่านั้น

เป็นครั้งแรกที่ทดลองแสดงคริสตัลเวลาควอนตัมในปี 2560 โดยอิงจากระบบที่ไม่สมดุล ซึ่งสมมาตรถูกทำลายโดยใช้เลเซอร์หรือรังสีไมโครเวฟ

Dr. Samuli Autti จาก Lancaster University กล่าวว่า "การโต้ตอบที่มีคำแนะนำเป็นสินค้าอันดับหนึ่งในรายการสิ่งที่อยากได้ของทุกคนที่ต้องการใช้ผลึกเวลาสำหรับการใช้งานจริง เช่น การประมวลผลข้อมูลควอนตัม ที่ไม่มีใครสังเกตเห็นคริสตัลสองครั้งในระบบเดียวกันนับประสาโต้ตอบ"

ในการทดลองกับเครื่องทำความเย็นแบบหมุนที่มหาวิทยาลัย Aalto ในฟินแลนด์ ผู้เขียนได้ทำให้ไอโซโทปไอโซโทปฮีเลียม-3 เย็นลงจนมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ด้วยความแม่นยำหนึ่งหมื่นองศา (0.001 เคลวินหรือลบ 273.15 องศาเซลเซียส). จากนั้นนักวิจัยได้สร้างผลึกชั่วคราวสองอันภายในซุปเปอร์ฟลูอิดและปล่อยให้สัมผัสได้

นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นว่าคริสตัลสองครั้งซึ่งอะตอมสั่นสะเทือนตลอดเวลา หมุนหรือเคลื่อนที่ก่อนในทิศทางหนึ่งและจากนั้นในอีกทิศทางหนึ่ง โต้ตอบและแลกเปลี่ยนอนุภาคของส่วนประกอบที่ไหลจาก "ผลึกเวลา" หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งและย้อนกลับ - ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าโจเซฟสัน ผล …

ผู้เขียนทราบว่าคริสตัลชั่วคราวมีศักยภาพที่ดีสำหรับการใช้งานจริง สามารถใช้เพื่อสร้างเซ็นเซอร์ที่มีความไวสูงเป็นพิเศษและนาฬิกาอะตอมที่แม่นยำที่สุด ตลอดจนระบบที่อิงตามการอ่าน เช่น ไจโรสโคปและ GPS

นอกจากนี้ เชื่อกันว่าการควบคุมปฏิกิริยาของผลึกชั่วคราวจะช่วยให้สามารถคำนวณควอนตัมได้ในอุณหภูมิที่สูงเพียงพอ เนื่องจากผลึกชั่วคราวยังคงไม่บุบสลาย - สอดคล้องกัน - ภายใต้สภาวะต่างๆ

ในทางกลับกัน จะนำไปสู่ความก้าวหน้าในการประมวลผลข้อมูลควอนตัม เนื่องจากการปกป้องการเชื่อมโยงกันเป็นปัญหาหลักที่ขัดขวางการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมอันทรงพลัง

แนะนำ: