Vuonna 2012 MIT:n fyysikko Frank Wilczek totesi, että fysiikan laeilla on myös ajallinen symmetria. Tämä tarkoittaa, että minkä tahansa myöhemmin toistetun kokeen pitäisi antaa sama tulos. Wilczek piirsi analogian normaaleihin kiteisiin, mutta ajan ulottuvuudessa, kutsuen tätä spontaania aikaa rikkovaa symmetriaa aikakiteeksi. Muutaman vuoden kuluttua fyysikot pystyivät lopulta rakentamaan sen.
"Aikakiteet peittävät osan kahden maailman välisestä rajasta. Ehkä voimme oppia poistamaan rajan tutkimalla aikakiteitä yksityiskohtaisesti.", sanoi Samuli Autti, hankkeen johtava tutkija Lancasterin yliopistosta Isossa-Britanniassa.
Uudessa tutkimuksessa Autti ja hänen tiiminsä käyttivät "magnoneja" aikakristallien luomiseen. Magnonit ovat kvasihiukkasia, jotka syntyvät atomiryhmän kollektiivisessa tilassa. Tässä tapauksessa ryhmä fyysikoita otti helium-3:n (heliumatomi, jossa on kaksi protonia mutta vain yksi neutroni) ja jäähdytti sen asteen kymmenesosaan absoluuttisen nollan yläpuolelle. Tässä lämpötilassa helium-3 on muuttunut Bose-Einstein-kondensaatiksi, jossa kaikilla atomeilla on yhteinen kvanttitila ja ne toimivat yhdessä toistensa kanssa. Tässä kondensaatissa kaikki helium-3:n elektronien spinit ovat linkitettyinä ja toimivat yhdessä muodostaen magneettisen energian aaltoja - magnoneja. Nämä aallot roiskuivat loputtomasti edestakaisin muuttuen aikakiteeksi.
Autin tiimi otti kaksi ryhmää magnoneja, joista kukin toimivat erillisenä aikakidenä, ja toi ne riittävän lähelle, jotta he voisivat vaikuttaa toisiinsa. Yhdistetty magnonien järjestelmä toimi yhtenä aikakiteenä, jolla oli kaksi erillistä tilaa.
Tämän kokeen tavoitteena on luoda vakaa toimiva aikakiteiden järjestelmä, jota voitaisiin käyttää kvanttilaskentaan. Klassisissa tietokonejärjestelmissä tiedon perusyksikkö on bitti, joka voi olla tilassa 0 tai 1, kun taas kvanttilaskennassa jokainen "kubitti" voi olla useammassa kuin yhdessä paikassa samanaikaisesti, mikä mahdollistaa paljon enemmän laskelmia. suoritettava.
"Tämä voi tarkoittaa, että aikakiteitä voidaan käyttää rakennuspalikkana kvanttilaitteille, jotka toimivat myös laboratorion ulkopuolella. Tällaisessa hankkeessa luomamme kaksitasoinen järjestelmä on päärakennuspalikka.", - sanoi Autti.
Tämä työ on tällä hetkellä hyvin kaukana toimivasta kvanttitietokoneesta, mutta se avaa mielenkiintoisia tutkimussuuntia. Itse asiassa fyysikot ovat luoneet järjestelmän kahdesta toisiinsa kytketystä aikakiteestä, jotka ovat outoja kvanttijärjestelmiä, jotka ovat juuttuneet äärettömään silmukkaan, joihin termodynamiikan normaalit lait eivät päde. Jos tiedemiehet voivat manipuloida kahden aikakiteen järjestelmää tuhoamatta sen kvanttitiloja, he voisivat rakentaa suurempia aikakidejärjestelmiä, jotka olisivat todellisia laskentalaitteita.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös: