Το 2012, ο φυσικός του MIT Frank Wilczek σημείωσε ότι οι νόμοι της φυσικής έχουν επίσης χρονική συμμετρία. Αυτό σημαίνει ότι οποιοδήποτε πείραμα επαναληφθεί αργότερα θα πρέπει να δώσει το ίδιο αποτέλεσμα. Ο Wilczek σχεδίασε μια αναλογία με τους κανονικούς κρυστάλλους, αλλά στη διάσταση του χρόνου, ονομάζοντας αυτή την αυθόρμητη χρονική συμμετρία κρύσταλλο χρόνου. Μετά από μερικά χρόνια, οι φυσικοί κατάφεραν να το κατασκευάσουν τελικά.
«Οι κρύσταλλοι του χρόνου καλύπτουν μέρος των συνόρων μεταξύ των δύο κόσμων. Ίσως μπορούμε να μάθουμε πώς να αφαιρέσουμε το περίγραμμα μελετώντας λεπτομερώς τους κρυστάλλους του χρόνου»., δήλωσε ο Samuli Autti, επικεφαλής επιστήμονας του έργου στο Πανεπιστήμιο Lancaster στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Στη νέα μελέτη, ο Autti και η ομάδα του χρησιμοποίησαν «magnons» για να δημιουργήσουν τον κρύσταλλο του χρόνου τους. Τα Magnons είναι οιονεί σωματίδια που προκύπτουν στη συλλογική κατάσταση μιας ομάδας ατόμων. Σε αυτή την περίπτωση, μια ομάδα φυσικών πήρε ήλιο-3 (ένα άτομο ηλίου με δύο πρωτόνια αλλά μόνο ένα νετρόνιο) και το ψύξε στα δέκα χιλιοστά του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν. Σε αυτή τη θερμοκρασία, το ήλιο-3 έχει μετατραπεί σε συμπύκνωμα Bose-Einstein, όπου όλα τα άτομα έχουν μια κοινή κβαντική κατάσταση και συνεργάζονται μεταξύ τους. Σε αυτό το συμπύκνωμα, όλα τα σπιν ηλεκτρονίων στο ήλιο-3 συνδέονται και συνεργάζονται, δημιουργώντας κύματα μαγνητικής ενέργειας - μάγνονες. Αυτά τα κύματα πιτσίλησαν ατελείωτα πέρα δώθε, μετατρεπόμενοι σε κρύσταλλο χρόνου.
Η ομάδα του Autti πήρε δύο ομάδες magnons, καθεμία από τις οποίες λειτουργούσε ως ξεχωριστός κρύσταλλος χρόνου, και τους έφερε αρκετά κοντά ώστε να μπορούν να επηρεάσουν ο ένας τον άλλον. Το συνδυασμένο σύστημα των μαγνονίων λειτουργούσε ως κρύσταλλο μιας φοράς με δύο διακριτές καταστάσεις.
Ο στόχος αυτού του πειράματος είναι να δημιουργήσει ένα σταθερό σύστημα εργασίας κρυστάλλων χρόνου που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για κβαντικούς υπολογιστές. Στα κλασικά συστήματα υπολογιστών, η βασική μονάδα πληροφοριών είναι ένα bit, το οποίο μπορεί να λάβει κατάσταση 0 ή 1, ενώ στον κβαντικό υπολογισμό, κάθε "qubit" μπορεί να βρίσκεται σε περισσότερα από ένα σημεία ταυτόχρονα, επιτρέποντας πολλούς περισσότερους υπολογισμούς για να να πραγματοποιηθεί.
«Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι κρύσταλλοι χρόνου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικό στοιχείο για κβαντικές συσκευές που λειτουργούν και εκτός εργαστηρίου. Σε ένα τέτοιο εγχείρημα, το σύστημα δύο επιπέδων που δημιουργήσαμε θα είναι το κύριο δομικό στοιχείο»., - είπε ο Autti.
Αυτή η εργασία αυτή τη στιγμή απέχει πολύ από έναν λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή, αλλά ανοίγει ενδιαφέρουσες κατευθύνσεις έρευνας. Στην πραγματικότητα, οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα σύστημα δύο συνδεδεμένων κρυστάλλων χρόνου, οι οποίοι είναι περίεργα κβαντικά συστήματα κολλημένα σε έναν άπειρο βρόχο στον οποίο δεν ισχύουν οι κανονικοί νόμοι της θερμοδυναμικής. Εάν οι επιστήμονες μπορούν να χειριστούν ένα σύστημα δύο κρυστάλλων χρόνου χωρίς να καταστρέψουν τις κβαντικές του καταστάσεις, θα μπορούσαν ενδεχομένως να δημιουργήσουν μεγαλύτερα συστήματα κρυστάλλων χρόνου που θα ήταν πραγματικές υπολογιστικές συσκευές.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δωρίσετε χρήματα στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Διαβάστε επίσης: