Tidskrystaller umulige, men adlyd kvantefysikken

Forskere har skabt det første "tidskrystal" to-legeme-system i et eksperiment, der synes at bøje fysikkens love.

Det kommer efter, at det samme hold for nylig var vidne til den første interaktion i den nye fase af stof.

Tidskrystaller blev længe anset for at være umulige, fordi de er lavet af atomer i uendelig bevægelse. Opdagelsen, offentliggjort i Nature Communications , viser, at der ikke kun kan skabes tidskrystaller, men at de har potentiale til at blive omdannet til nyttige enheder.

Tidskrystaller adskiller sig fra en standard krystal – som metaller eller sten – som er sammensat af atomer arrangeret i et regelmæssigt gentaget mønster i rummet.

Først teoretiseret i 2012 af nobelpristageren Frank Wilczek og identificeret i 2016, udviser tidskrystaller den bizarre egenskab at være i konstant, gentagende bevægelse i tid på trods af ingen ekstern input. Deres atomer svinger konstant, roterer eller bevæger sig først i den ene retning og derefter den anden.

EPSRC Fellow Dr. Samuli Autti, hovedforfatter fra Lancaster University's Department of Physics, forklarede:"Alle ved, at evighedsbevægelsesmaskiner er umulige. Men i kvantefysik er evighedsbevægelse okay, så længe vi holder øjnene lukkede. Ved at snige os igennem dette crack vi kan lave tidskrystaller."

"Det viser sig at det fungerer smukt at sætte to af dem sammen, selvom tidskrystaller ikke burde eksistere i første omgang. Og vi ved allerede, at de også findes ved stuetemperatur."

Et "to-niveau system" er en grundlæggende byggesten i en kvantecomputer. Tidskrystaller kunne bruges til at bygge kvanteenheder, der fungerer ved stuetemperatur.

Et internationalt hold af forskere fra Lancaster University, Royal Holloway London, Landau Institute og Aalto University i Helsinki observerede tidskrystaller ved at bruge Helium-3, som er en sjælden isotop af helium med en manglende neutron. Eksperimentet blev udført på Aalto Universitet.

De afkølede superfluid helium-3 til omkring en ti tusindedel af en grad fra det absolutte nulpunkt (0,0001 K eller -273,15 C). Forskerne skabte to tidskrystaller inde i supervæsken og bragte dem til at røre ved. Forskerne så derefter de to tidskrystaller, der interagerer som beskrevet af kvantefysikken. + Udforsk yderligere

Første observation nogensinde af 'tidskrystaller', der interagerer