Физики впервые заставили кристаллы времени взаимодействовать

Группа исследователей из России, Британии и Финляндии наблюдала за первым взаимодействием двух «кристаллов времени». Открытие представляет собой новую фазу материи, сообщает научный журнал Nature Materials.

Временной кристалл – экзотическая структура, время внутри которой течет не непрерывно, а «шагами», то есть с интервалами. Получается, что во временном кристалле нарушена симметрия относительно времени. Все законы физики в кристаллах ведут себя необычно, создавая новые периодические структуры во времени.

Восемь лет назад американский ученый-физик Фрэнк Вильчек предположил существование временных кристаллов. Он утверждал, что в них нарушается однородность времени. В такой системе в состоянии равновесия должны непроизвольно появляться периодические движения.

Квантовые, или темпоральные, кристаллы были впервые экспериментально представлены в 2017 году. За основу были взяты неравновесные системы, в которых смещали симметрию с помощью микроволнового или лазерного воздействия.

В последнем исследовании ученые создали два временных кристалла внутри сверхтекучей жидкости на основе изотопа гелия-3. Охладив жидкость до температуры, близкой к абсолютно нулю (-273,15С), ученые соединили два кристалла. Эксперимент проводился на вращающемся криостате университета Аальто в Финляндии.

В результате соприкосновения атомы двух временных кристаллов постоянно меняли направление движения, взаимодействовали и обменивались частицами.

Ученые утверждают, что временные кристаллы полезны с точки зрения практики. Они будут нужны для создания сверхчувствительных сенсоров и самых точных атомных часов.

Также исследователи уверены, что теперь будет возможно производить квантовые вычисления при высоких температурах, так как временные кристаллы когерентны практически в любых условиях. Это в свою очередь повлияет на развитие мощных квантовых суперкомпьютеров.