Nový typ časového kryštálu má potenciál zásadne ovplyvniť budúcnosť kvantových technológií
Vo svete fyziky, kde sa realita často správa bizarnejšie ako v sci-fi filmoch, prišli vedci s objavom, ktorý opäť posúva hranice nášho chápania. Tím fyzikov z Technickej univerzity vo Viedni odhalil existenciu úplne nového typu takzvaného časového kryštálu, ktorý sa správa podľa doteraz neznámych pravidiel.
Zdroj Foto: Auburn University
Časové kryštály sú jednou z najfascinujúcejších a najmenej prebádaných foriem hmoty, ktorá narúša základné princípy symetrie. Zatiaľ čo bežné kryštály, ako napríklad diamant alebo snehová vločka, majú atómovú štruktúru, ktorá sa periodicky opakuje v priestore, časové kryštály vykazujú periodický pohyb v čase, a to aj bez akéhokoľvek vonkajšieho prísunu energie.
Predstavte si kyvadlo, ktoré by sa neustále hojdalo bez toho, aby sa niekedy zastavilo, a to aj v dokonalom vákuu, kde by ho nič nebrzdilo. Práve takýmto spôsobom sa správajú časové kryštály, čím narúšajú časovú symetriu – fyzikálne zákony, ktoré platia dnes, by mali platiť rovnako aj zajtra, no časové kryštály sa správajú, akoby mali svoj vlastný vnútorný rytmus, nezávislý od okolia.
Doteraz sa vedci domnievali, že vznik takýchto štruktúr je možný len za veľmi špecifických podmienok a že akékoľvek kvantové fluktuácie by ich nevyhnutne narušili a zničili. Nový objav však ukazuje presný opak.
Vedci z Viedne vo svojich výpočtoch preukázali, že časové kryštály môžu vznikať úplne iným mechanizmom, než sa doteraz predpokladalo. Zistili, že kvantové korelácie, teda vzájomné prepojenia medzi časticami, ktoré sa kedysi považovali za rušivý element, môžu v skutočnosti tieto krehké štruktúry stabilizovať.
Na demonštráciu tohto javu tím teoreticky navrhol systém, v ktorom sú častice uväznené v laserovej mriežke. V tomto usporiadaní sa ukázalo, že vďaka vzájomným interakciám medzi časticami dochádza k spontánnemu vzniku rytmického, samo-organizujúceho sa správania, ktoré je charakteristické pre časové kryštály.
Tento objav nie je len teoretickou zaujímavosťou, ale má potenciál zásadne ovplyvniť budúcnosť kvantových technológií. Stabilné a predvídateľné oscilácie časových kryštálov by sa mohli využiť pri konštrukcii extrémne presných senzorov, atómových hodín novej generácie alebo dokonca ako základné stavebné prvky pre kvantové počítače.
Porozumenie mechanizmom, ktoré umožňujú vznik a stabilizáciu týchto exotických stavov hmoty, otvára dvere k navrhovaniu nových kvantových materiálov s vopred určenými vlastnosťami. Týmto objavom sa nám odhaľuje ďalší kúsok skladačky zložitého a tajomného sveta kvantovej mechaniky, ktorý neprestáva udivovať svojimi paradoxmi a nekonečnými možnosťami.
Zdroj: sciencedaily.com.
Zdroj Foto: depositphotos.com.
Zobrazit Galériu
