科學(xué)家首次觀察到兩種時(shí)間晶體的相互作用
據(jù)國外媒體報(bào)道,人類將很快對時(shí)間晶體擁有更多的了解,這種奇怪的物質(zhì)相似乎打破了時(shí)間平移對稱性--直到最近它仍舊被認(rèn)為是不可能的。現(xiàn)在,科學(xué)家首次觀察到了兩種時(shí)間晶體的相互作用,這可能是將它們用于量子計(jì)算等實(shí)際應(yīng)用而邁出的第一步。
規(guī)則晶體由其高度有序的原子結(jié)構(gòu)定義--從某種意義上說,它們的原子會(huì)在空間中重復(fù)出現(xiàn)。但是否也有晶體可以通過時(shí)間重復(fù)呢?這是諾貝爾獎(jiǎng)得主弗蘭克·威爾切克在2012年提出的假設(shè),后來在2016年,這些時(shí)間晶體首次在實(shí)驗(yàn)室中被創(chuàng)造出來。 時(shí)間晶體有著一種奇異的能力,即使沒有外力驅(qū)動(dòng),它也可以在時(shí)間里重復(fù)運(yùn)動(dòng)模式。這里不妨做個(gè)簡單的例子來形象地描述下這種現(xiàn)象,如果輕拍果凍我們會(huì)看到它會(huì)晃動(dòng)幾秒鐘然后停止,然后當(dāng)我們再次輕拍它又會(huì)重復(fù)這個(gè)過程。時(shí)間晶體可能需要幾秒鐘的時(shí)間來開始抖動(dòng)然后停止,但它自己會(huì)重新開始并無限重復(fù)。雖然它們可能對我們的日常物理經(jīng)驗(yàn)沒有什么意義,但特別有意義的是,它們沒有違反任何熱力學(xué)定律。 現(xiàn)在,科學(xué)家們在該領(lǐng)域去了一個(gè)重要突破--他們觀察到了兩種時(shí)間晶體的相互作用。來自耶魯大學(xué)、蘭開斯特大學(xué)、阿爾托大學(xué)以及倫敦皇家霍洛威大學(xué)的研究人員從氦-3的超流體形式開始著手。 研究小組先將氦-3冷卻到絕對零度以上(-273.15攝氏度),然后在超流體中制造了兩個(gè)時(shí)間晶體并讓它們相互接觸。他們觀察到這兩個(gè)時(shí)間晶體讓粒子在彼此之間來回移動(dòng)從而導(dǎo)致它們的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出交替的模式。據(jù)悉,這是一種被叫做約瑟夫森效應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生信號(hào)。 “控制兩種時(shí)間晶體的相互作用是一項(xiàng)重大成就,”這項(xiàng)新研究的論文第一作者Samuli Autti指出,“在此之前,沒有人在同一個(gè)系統(tǒng)中觀察到過兩個(gè)時(shí)間晶體更不用說看到它們之間的相互作用了。受控交互是任何希望利用時(shí)間晶體進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的人的愿望清單上的第一項(xiàng)! 目前,量子計(jì)算機(jī)的主要問題是信息很難長時(shí)間保持連貫或穩(wěn)定。但時(shí)間晶體卻能相對容易地做到這點(diǎn),這意味著它們可以幫助克服這些問題。另外,它們還可能為計(jì)時(shí)技術(shù)如原子鐘以及依賴于它們的系統(tǒng)如GPS帶來更加緊缺的計(jì)算能力。 關(guān)鍵詞: 時(shí)間晶體
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