Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά αλληλεπίδραση χρονοκρυστάλλων

Aalto University/Mikko Raskinen

Επιστήμονες παρατήρησαν για πρώτη φορά την αλληλεπίδραση μιας νέας φάσης ύλης που είναι γνωστή ως «χρονοκρύσταλλοι» (time crystals).

Η ανακάλυψη αυτή, που δημοσιεύτηκε στο Nature Materials, μπορεί να οδηγήσει σε εφαρμογές στην επεξεργασία κβαντικής πληροφορίας επειδή οι χρονοκρύσταλλοι παραμένουν αυτόματα ακέραιοι σε πολλαπλές συνθήκες. Η προστασία της συνοχής είναι η κύρια δυσκολία που παρεμποδίζει την ανάπτυξη ισχυρών κβαντικών υπολογιστών.

Ο Σαμούλι Άουτι, lead author της έρευνας από το Lancaster University, δήλωσε πως «ο έλεγχος της αλληλεπίδρασης δύο χρονοκρυστάλλων αποτελεί μεγάλο επίτευγμα. Πριν από αυτό κανείς δεν είχε παρατηρήσει δύο χρονοκρυστάλλους στο ίδιο σύστημα, πόσο μάλλον να τους δει να αλληλεπιδρούν. Οι ελεγχόμενες αλληλεπιδράσεις αποτελούν το νούμερο ένα θέμα στη λίστα οποιουδήποτε επιθυμεί να αξιοποιήσει έναν χρονοκρύσταλλο για πρακτικές εφαρμογές, όπως η επεξεργασία κβαντικής πληροφορίας».

Οι χρονοκρύσταλλοι διαφέρουν από τους κανονικούς κρυστάλλους (πχ μέταλλα ή βράχοι), που αποτελούνται από άτομα τα οποία είναι τοποθετημένα σε ένα τακτικά επαναλαμβανόμενο μοτίβο στον χώρο. Ο νομπελίστας Φρανκ Γουΐλτσεκ είχε μιλήσει για αυτούς σε θεωρητικό επίπεδο το 2012 και επιβεβαιώθηκαν το 2016. Οι χρονοκρύσταλλοι έχουν την περίεργη ιδιότητα να είναι σε συνεχή, επαναλαμβανόμενη κίνηση στον χρόνο, παρά την έλλειψη εξωτερικής επίδρασης. Τα άτομά τους συνεχώς δονούνται, περιστρέφονται ή κινούνται πρώτα προς τη μία κατεύθυνση και μετά προς την άλλη.

Διεθνής ομάδα ερευνητών από το Lancaster, το Yale, το Royal Holloway London και το Aalto University στο Ελσίνκι παρατήρησαν χρονοκρυστάλλους χρησιμοποιώντας Ήλιο-3, που είναι ένα σπάνιο ισότοπο του ηλίου με απουσία ενός νετρονίου. Το πείραμα έγινε στο Aalto University.

Οι ερευνητές έψυξαν το Ήλιο-3 στο 1/1000 ενός βαθμού από το απόλυτο μηδέν (-273.15°C) και στη συνέχεια δημιούργησαν δύο χρονοκρυστάλλους και τους επέτρεψαν να ακουμπήσουν ο ένας πάνω στον άλλο.

Οι επιστήμονες παρατήρησαν τους δύο χρονοκρυστάλλους να αλληλεπιδρούν και να ανταλλάσσουν σωματίδια τα οποία έρεαν από τον έναν χρονοκρύσταλλο στον άλλο και πάλι πίσω- ένα φαινόμενο γνωστό ως φαινόμενο Josephson.

Οι χρονοκρύσταλλοι παρουσιάζουν πολλές δυνατότητες για πρακτικές εφαρμογές, καθώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώσουν την υπάρχουσα τεχνολογία ατομικών ρολογιών, καθώς και άλλες τεχνολογίες όπως γυροσκόπια ή συστήματα που βασίζονται σε ατομικά ρολόγια, όπως το GPS.

Πηγή: naftemporiki.gr

* Οι απόψεις του ιστολογίου μπορεί να μη συμπίπτουν με τις απόψεις του/της αρθρογράφου ή τα περιεχόμενα του άρθρου.