Logo
Cover

Странные кристаллы, обладающие свойством спонтанного нарушения симметрии смещения по времени, долгое время считались математическим курьезом. Однако в 2016 их удалось получить в лаборатории. А теперь группе ученых удалось вызвать взаимодействие двух кристаллов времени. Если ученые смогут научиться управлять ими, то откроют путь к применению этих удивительных объектов в квантовых компьютерах и атомных часах.

Обычные кристаллы отличаются упорядоченной структурой, то есть их атомы повторяются в пространстве. В 2012 году нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек выдвинул гипотезу о существовании кристаллов, повторяющихся во времени, а в 2016 эти кристалла времени были впервые созданы в лаборатории.

Странность кристаллов времени состоит в том, что они повторяют паттерны движения во времени, даже если никакие внешние силы на них не воздействуют. Если, к примеру, стукнуть по чашке с желе, оно сразу начнет вибрировать, а потом успокоится. Но кристаллы времени могут начать двигаться через несколько секунд после воздействия, потом остановиться, потом начать колебаться снова.

Ученые продолжают исследовать необычные свойства этих кристаллов. Так, команда физиков из США, Великобритании и Финляндии сначала охладила сверхтекучий гелий-3 почти до абсолютного нуля, затем создала два кристалла времени, а затем наблюдала, как они коснутся друг друга, пишет New Atlas. Кристаллы обменивались частицами в явлении, которое называется эффектом Джозефсона.

«Управление взаимодействием двух кристаллов времени — значительное достижение, — сказал Самули Аутти, руководитель исследовательской группы. — До сих пор никто не наблюдал два кристалла времени внутри одной и той же системы, не говоря уже про взаимодействие. Контролируемые взаимодействия — пункт номер один в списке желаний любого, кто пытается найти кристаллам времени практическое применение, например, в обработке квантовой информации».

Сейчас главная проблема квантовых компьютеров в том, что информации трудно долго оставаться когерентной, то есть стабильной. Но кристаллы времени относительно легко выполняют эту задачу. Также их можно использовать в атомных часах и системах GPS-навигации.

Сплавить два физических явления — темпоральные кристаллы и топологические состояния — удалось в теории ученым из США и Израиля. Вместе они создают интересный феномен, который может пригодиться для создания надежного квантового компьютера.