Интересные факты про кристаллы времени

Интересные факты про кристаллы времени

 

Физики утверждают: “Кристаллы времени могут быть реальными”

Физические исследования выдвигают невероятную идею, словно из научно-фантастического романа. В 2012 году лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек и команда физиков-теоретиков в MIT предположили, что гипотетические структуры, которые двигаются без использования энергии, существуют. Они были названы «кристаллами времени». В то время как большинство физиков с тех пор отказалось от этой идеи как «невозможной», новый документ показывает, как эти кристаллы время могут существовать на самом деле, возможно, изменив наше понимание фундаментальных принципов природы.

Кристаллы времени особенны тем, что, если они существуют, они могли бы нарушить симметрию пространства и времени. Они двигались бы в повторяющейся схеме без использования накопленной энергии в постоянном движении.

«Я думал о классификации кристаллов. A затем мне просто пришла в голову мысль, что естественно думать о пространстве и времени вместе,» — сказал Вильчек о своей идее.

Кристаллы демонстрируют необычное поведение роста: их атомы спонтанно организуются в строки, столбцы и 3D-решетки, не становясь при этом симметричными, как сфера. Это нарушает пространственную симметрию природы, которая утверждает, что все места равнозначны. Зная это, профессор Вильчек придумал математическое доказательство, которое показало, что атомы кристаллизующегося вещества могут регулярно образовывать повторяющиеся решетки во времени, но без потребления или производства какой-либо энергии. Они возвращаются к их «основному состоянию» и начинают процесс заново. Такая система была бы нарушением временной трансляционной симметрии, еще одной фундаментальной симметрии в физике.

Эта идея показалась странной, но так как она имела рецензированные доказательства, другие ученые были вынуждены рассматривать ее. Если идею проверить экспериментально, то это могло бы пролить свет на природу самого времени. Даже возможно, примирить теорию относительности с квантовой механикой.

Теперь опытные ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и из исследовательской лаборатории станции Microsoft Q опубликовали статью, объясняя, как нарушающие симметрию кристаллов могут существовать. Они утверждают, что есть разница между «явным» и «спонтанным» нарушением симметрии.

«Если симметрия нарушается в явном виде, то она больше не входит в законы природы, спонтанное же нарушение симметрии означает, что они — часть природы, но природа сама выбирает условия, при которых возникает симметрия», — сказал Доминик Элс, соавтор статьи.

В принципе, природа может выбирать, где делать исключения.

Ученые прогнозируют, что этот вид нарушения симметрии может произойти в квантовых системах, называемых «многочастичными локализованными управляемыми системами Флоке.»

«В сотрудничестве с экспериментальными исследовательскими группами, мы изучаем возможность реализации кристаллов времени Флоке в системах холодных атомных газов,» — сказал соавтор Четан Наяк из Microsoft Station Q и UCSB в интервью Phys.org.

В планах у ученых использовать большую систему захваченных атомов, захваченных ионов или сверхпроводящих кубитов для создания временного кристалла, а затем наблюдать за ним и измерить изменения с течением времени.

 
Back