|
Алмаз для создания новой фазы материи
|
|
|
|
С момента своего теоретического открытия в 2012 году time crystals занимали центральное место в дискуссиях о том, как усовершенствовать квантовые компьютеры. В то время как алмаз, лед и любое другое твердое вещество, которое вы можете себе представить, имеет структуру кристаллической решетки, которая повторяется в пространстве (другое название для них может быть “космические кристаллы”), кристаллы времени, как следует из их названия, совершают постоянные циклы во времени. Предполагается, что эти кристаллы могли бы формировать стабильные формы квантовой памяти и безошибочные квантовые схемы, значительно повышая производительность квантового компьютера.
|
|
|
|
Однако мы еще многого не знаем о кристаллах времени — мы только в начале этого года получили первое представление о том, как они работают, — но одно мы знаем точно: не все кристаллы времени одинаковы. Например, существуют дискретные (управляемые извне) и непрерывные (самоподдерживающиеся) кристаллы времени, и кристаллы времени могут обладать различными свойствами, выходящими за рамки только этих двух категорий. В качестве примера, новое исследование, опубликованное в журнале Nature Physics, исследует концепцию кристалла времени Рондо, новой фазы материи, которая содержит как долговременный временной порядок, так и кратковременный беспорядок, согласно Phys.org.
|
|
|
|
“Мотивация для этого исследования проистекает из того, как порядок и вариативность сосуществуют в искусстве и природе”, - сказал Лео Мун, аспирант Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования Phys.org. “Повторяющиеся периодические узоры естественным образом возникают в ранних формах искусства из-за их простоты, в то время как более продвинутая музыка и поэзия создают замысловатые вариации на монотонном фоне”.
|
|
|
|
|
|
|
На самом деле, один из видов искусства, в частности, вдохновил matter на название этой новой фазы. “Рондо” (или rondeau, как его называли ранние французские композиторы, играющие на клавесине) - это повторяющаяся тема с различными вариациями. Самым известным примером рондо, вероятно, является “Rondo alla Turca” Моцарта (если название не кажется вам знакомым, поверьте, вы его определенно слышали). Возвращаясь к физике, Phys.org следует отметить, что типичные кристаллические решетки могут содержать как порядок, так и беспорядок — атомы кислорода, например, образуют повторяющуюся решетку во льду, в то время как ядра водорода распределены случайным образом. “Лед имеет упорядоченное расположение кислорода, но неупорядоченные водородные связи, и эта локальная хаотичность несет структурную информацию”, - сказал Мун.
|
|
|
|
Чтобы исследовать эту экзотическую временную фазу, исследователи использовали атомы углерода-13 в алмазе, которые содержат дефекты в виде атомов азота, расположенных рядом с пустыми участками кристаллической решетки. Эти дефекты известны как “азотно-вакансионные центры (NV)”, и при освещении лазерами эти центры становятся спин-поляризованными. Микроволновые импульсы, усиливающие поляризацию, были объединены с “защитными импульсами, блокирующими вращение, и импульсами, изменяющими поляризацию по времени”. Phys.org сообщается, что Мун и его команда создали кристалл рондо. Используя ASCII (стандарт кодировки символов), исследователи также успешно сохранили информацию в этих временных импульсах.
|
|
|
|
“Хотя наш эксперимент был сосредоточен на ядерных спинах в алмазе, лежащая в его основе концепция сразу же применима к широкому спектру платформ квантового моделирования”, - пишут авторы в исследовании. “Наши эксперименты открывают новый многообещающий путь к исследованию временного порядка, демонстрируя долговременное стабильное сосуществование временного порядка на больших расстояниях и микродвижущегося беспорядка на коротких временных интервалах”.
|
|
|
|
Источник
|
