A Google-lel együttműködő kutatók valószínűleg a technológiai óriás kvantumszámítógépét használták az anyag egy teljesen új fázisának – az időkristálynak – létrehozására.
Azáltal, hogy az időkristályok energiaveszteség nélkül képesek végtelenül mozogni két állapot között, megkerülik a fizika egyik legfontosabb törvényét, a termodinamika második főtételét, amely kimondja, hogy egy elszigetelt rendszer rendezetlenségének vagy entrópiájának mindig növekednie kell.
Ezek a furcsa ideiglenes kristályok stabilak maradnak, és ellenállnak a véletlenszerűségbe való feloldódásnak, annak ellenére, hogy állandó áramlási állapotban vannak. Az anyag ezen furcsa új fázisának létezése hihetetlenül izgalmas a fizikusok számára, különösen azért, mert az időkristályok létezését először mindössze 9 évvel ezelőtt jósolták meg.
Egy kutatási cikk szerint a tudósok körülbelül 100 másodperc alatt tudtak időkristályt létrehozni a Google Sycamore kvantumprocesszorának magjában található qubitek (a hagyományos számítógépes bit kvantumszámítási változata) segítségével. A Google Sycamore "dobozában" pont úgy láthatjuk a kvantumprocesszor qubitjeit, mint az érméinket. Ahogy az érmék lehetnek fejek vagy farok, a qubitek lehetnek 1 vagy 0 – a két lehetséges pozíció egy kétállapotú rendszerben – vagy a két állapot valószínűségének furcsa kombinációja, amit szuperpozíciónak nevezünk. Az időkristályok furcsasága az, hogy semmilyen rezgés vagy átmenet egyik állapotból a másikba nem tudja megváltoztatni az időkristály qubitjeit a legalacsonyabb energiájú állapotba, ami véletlenszerű konfiguráció, csak az eredeti állapotból tudják kibillenteni. másik államba, majd vissza. Ebben az értelemben az időkristály olyan, mint egy inga, amely soha nem hagyja abba a lengést.
A Google kísérlete valószínűleg továbbra is a legjobb módja marad az időkristályok tanulmányozásának a belátható jövőben. Míg sok más projektnek sikerült meggyőzően ideiglenesnek tűnő kristályokat létrehozni más eszközökkel – gyémántokkal, szuperfolyékony hélium-3-mal, kvázirészecskékkel és Bose-Einstein kondenzátumokkal –, a legtöbb esetben az ezekben az összeállításokban keletkezett kristályok túl gyorsan szétszóródnak. részletes tanulmányozáshoz.
A kristályok elméleti újdonsága bizonyos értelemben kétélű fegyver, hiszen a fizikusok jelenleg is próbálnak egyértelmű alkalmazásokat találni számukra, például nagy pontosságú szenzorokként, vagy kvantumszámítógépek fejlesztésére is felhasználhatók.
Olvassa el még: