В 2016 году ученые открыли кристаллы времени, твердые тела с колеблющейся внутренней структурой, которая повторяется во времени, а не в пространстве. Теперь они нашли их в обычном кристалле, который можно легко сделать дома с помощью детской игрушки.
Как сообщается в двух исследованиях, опубликованных в Physical Review Letters и Physical Review B, исследователи определили типичное поведение кристалла дискретного времени (DTC) в моноаммонийфосфате. Это открытие усложняет теорию, лежащую в основе кристаллов времени, поскольку исследователи обычно полагали, что этим объектам требуется определенный «внутренний беспорядок», чтобы они могли действовать как кристаллы времени.
Команда вырастила кристаллы для другого эксперимента, но им было любопытно посмотреть, смогут ли они наблюдать в них ожидаемый сигнал DTC. Они использовали ядерный магнитный резонанс и были удивлены, обнаружив сигнатуру так быстро.
«Наши измерения кристаллов с самого начала выглядели довольно поразительно», рассказал главный исследователь двух новых исследований профессор Йельского университета Шон Барретт. «Наша работа предполагает, что сигнатуру кода неисправности в принципе можно найти, заглянув в детский набор для выращивания кристаллов».
Кристаллы времени сравнивали со странным покачивающимся желе. Вы начинаете трясти его, но желатин колеблется с частотой, не соответствующей вашим движениям – вот что происходит с кристаллами времени. Каким бы ни был ваш первоначальный толчок, кристалл времени принимает определенную частоту. Так что, даже если ваши импульсы неидеальны, кристалл времени будет колебаться как часовой механизм.
Как возникают такие структуры, неясно, и исследование бросает вызов многим ожиданиям и идеям, выдвинутым за последние несколько лет. «Мы поняли, что простое обнаружение сигнатуры DTC не обязательно доказывает, что система обладает квантовой памятью о том, как она возникла», сказал соавтор исследования аспирант Йельского университета Роберт Блюм.
Затем команда продолжила расследование. «Это побудило нас попробовать "эхо" кристалла времени, которое выявило скрытую когерентность или квантовый порядок внутри системы», объяснил ведущий автор Джаред Ровни, также аспирант Йельского университета.
Кристаллы времени потенциально могут улучшить хорошо зарекомендовавшие себя технологии, такие как атомные часы, магнитометры и даже гироскопы, используемые в мобильных телефонах для определения их ориентации. Они могут даже сыграть важную роль в новых квантовых технологиях – области исследований, в которую в ближайшие несколько лет, вероятно, увеличатся инвестиции.
