کشف کریستال های زمان جدید

شکل عجیبی از ماده به نام کریستال زمان اخیراً در دو مکان جدید ظاهر شده است. دانشمندان چنین کریستالی را در مونوآمونیم فسفات ایجاد کرده اند، همانطور که در شماره ماه مه Physical Review Letters گزارش شده است، و گروهی دیگر آن را در یک محیط مایع حاوی ذرات ستاره شکل ایجاد کرده اند، این نشریه در Physical Review منتشر شده است.

برخلاف سایر نمونه های معروف، کریستال زمان از مونو آمونیوم فسفات، از یک ماده جامد با ساختار فیزیکی منظم ساخته شده است، یعنی. کریستال سنتی بقیه موادی که تاکنون کریستال های زمانی از آنها تشکیل شده اند، بی نظم بوده اند. دانشمندان اولین بار در سال 2016 کریستال های زمان را ساختند. یکی از آنها از الماس با نقص ساخته شده بود، دیگری با استفاده از زنجیره ای از یون های ایتربیوم ساخته شد.

کریستال های معمولی مانند نمک و کوارتز نمونه هایی از کریستال های فضایی مرتب و سه بعدی هستند. اتم های آنها یک سیستم تکرار شونده را تشکیل می دهند که برای چندین دهه برای دانشمندان شناخته شده است. کریستال های زمان متفاوت هستند. اتم های آنها به طور متناوب ابتدا در یک جهت و سپس در جهت دیگر می لرزند، که توسط نیروی مغناطیسی ضربانی (رزونانس) برانگیخته می شود. نام دارد "تیک بزنید'.

تیک تیک در کریستال زمان در یک فرکانس مشخص قرار دارد، اگرچه پالس های متقابل دارای رزونانس های متفاوتی هستند. برای مثال، اتم‌های موجود در کریستال‌های زمانی مورد مطالعه در یکی از آزمایش‌های سال گذشته، تنها با فرکانس نیمی از فرکانس ضربان‌های میدان مغناطیسی که بر روی آن‌ها عمل می‌کند، چرخیدند.

دانشمندان می‌گویند درک کریستال‌های زمان می‌تواند به بهبود ساعت‌های اتمی، ژیروسکوپ و مغناطیس‌سنج منجر شود و به ایجاد فناوری کوانتومی کمک کند. آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (دارپا) بودجه ای را برای تحقیق در مورد یکی از عجیب ترین اکتشافات علمی سال های اخیر اعلام کرده است.

- رئیس برنامه دارپا به Gizmodo گفت، دکتر رزا آلخاندا لوکاشف. او گفت که جزئیات این مطالعات محرمانه است. فقط می توان نتیجه گرفت که این نسل جدیدی از ساعت های اتمی است که راحت تر و پایدارتر از امکانات آزمایشگاهی پیچیده ای است که در حال حاضر استفاده می شود. همانطور که می دانید، چنین تایمرهایی در بسیاری از سیستم های نظامی مهم از جمله، به عنوان مثال، GPS استفاده می شود.

برنده جایزه نوبل فرانک ویلچک

قبل از اینکه کریستال های زمانی واقعاً کشف شوند، به صورت تئوری تصور می شدند. چند سال پیش توسط یک آمریکایی و برنده جایزه نوبل اختراع شد. فرانک ویلچک. به طور خلاصه، ایده او شکستن تقارن است، همانطور که در مورد انتقال فاز وجود دارد. با این حال، در بلورهای زمانی نظری، تقارن نه تنها در سه بعد فضایی، بلکه در بعد چهارم - در زمان شکسته می شود. طبق نظریه ویلچک، بلورهای زمانی ساختاری تکرارشونده نه تنها در فضا بلکه در زمان نیز دارند. مشکل این است که این به معنای ارتعاش اتم ها در شبکه کریستالی است، یعنی. حرکت بدون منبع تغذیهچیزی که فیزیکدانان آن را غیرممکن و غیرممکن می دانستند.

در حالی که ما هنوز بلورهایی را که نظریه پرداز مشهور می خواست، نمی دانیم و احتمالاً هرگز نخواهیم شناخت، در سال 2016 فیزیکدانان دانشگاه مریلند و دانشگاه هاروارد بلورهای زمانی «ناپیوسته» (یا گسسته) ساختند. این‌ها سیستم‌هایی از اتم‌ها یا یون‌ها هستند که حرکت جمعی و چرخه‌ای را نشان می‌دهند، مانند حالت جدیدی از ماده که قبلاً ناشناخته است، و در برابر کوچک‌ترین اختلالات مقاوم هستند.

اگرچه به اندازه پروفسور غیر معمول نیست. ویلچک، کریستال های زمان تازه کشف شده به اندازه کافی جالب هستند که علاقه نظامی را به خود جلب کنند. و به اندازه کافی قابل توجه به نظر می رسد.