高科技
第一次在室温下制造并保存时间晶体
我们快接近给时间晶体找到实用性了。
最新实验在室温条件下,非封闭环境里制造出了时间晶体。
研究人员说,这为可以在现实世界中使用的芯片级时间晶体铺平了道路。
“若实验系统与周围环境交互,散发和噪音就会干扰时序。”加州大学河畔的工程师Hossein Taheri说。
“在我们的光子平台中,系统在熵增与熵减之间达成平衡以创建和保持时间晶体。”
时间晶体,有时也称为时空晶体,仅在几年前才被确认实际存在。是令人着迷的前沿研究对象。
在常规晶体中,原子组成固定的三维网格结构——金刚石或石英的原子晶格就是很好的例子。这些重复的结构可以存在差异,但对于给定的晶格,它们在空间中自我重复。
在时间晶体中,原子表现得不同。它们振荡,在一个方向上旋转,然后向另一个方向旋转。振荡具有特定的频率。同时在时间和空间中重复,形成晶格。
为了研究时间晶体,科学家们经常使用Magnon Quasiparticles的Bose-Einstein凝聚物。它们必须保持在极其低温,非常接近绝对零度。这需要非常专业化的、复杂的实验室设备。
但Taheri和他的团队创造了一个非超低温的时间水晶。他们的时间晶体是在室温下产生的全光量子系统。首先,一块用氟化镁玻璃制成的圆盘,直径一毫米。然后,用两道激光脉冲轰炸该光学微管。
由两个激光束产生的频率产生的自保留次谐峰(孤子)指示创建时间晶体。该系统为光学孤子创建旋转晶格陷阱,然后显示周期性。
为了在室温下保持系统的完整性,该团队使用自喷锁,一种确保激光器输出的技术保持了某种光学频率。研究人员说,这意味着系统可以从实验室移出并用于现场应用程序。
除了科学价值之外,如分析相位过渡和时间晶体的相互作用,该系统也可用于时间测量。有一天,甚至可以集成时间晶体,制造量子计算机。
“我们希望这种光子系统可以用于紧凑而轻巧的射频源,具有优异的稳定性以及精密计时性。”Taheri说。
该团队的研究已在《自然·通信》中发表。
https://www.sciencealert.com/time-crystals-have-been-observed-in-a-system-that- isn-t-isolated-from-its-environment.