Un nuevo tipo de Cristal de tiempo podría representar un avance en la física cuántica.
En un diamante con láseres, los físicos han creado lo que creen que es el primer ejemplo verdadero de un cuasicristal de tiempo, uno en el que los patrones en el tiempo están estructurados, pero no se repiten. Es una buena distinción, pero que podría ayudar a evolucionar la investigación y la tecnología cuántica.
«Podrían almacenar la memoria cuántica durante largos períodos de tiempo, esencialmente como un análogo cuántico de RAM», «, dice el físico Chong Zu de la Universidad de Washington en los Estados Unidos. «Estamos muy lejos de ese tipo de tecnología. Pero crear un cuasicristal de tiempo es un primer paso crucial».
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Cristales de tiempo, predicho en teoría por nosotros físico teórico Frank Wilczek en 2012 antes de ser observado por primera vez en 2016agregue algo extra a la matriz atómica estampada que constituye sólidos regulares.
Los materiales cristalinos como el diamante, el cuarzo y la sal toman la forma de redes atómicas tridimensionales, donde se repite la disposición de las partículas. Puede tomar cualquier sección de la red y superponerla sobre otra y coincidirá perfectamente.
A Time Crystal es un material en el que las partículas se mueven a través de secuencias que no están dictadas por el momento de cualquier empuje externo. Las partículas oscilan entre los estados de energía con un patrón de tiempo que se repite de tal manera que puede superponerse perfectamente, como se ve en el video a continuación.
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Un cuasicristal, por el contrario, es uno en el que las partículas forman un patrón estructurado pero no repetitivo, como un Penrose Tiling o Ammann-beenker mosaico. A primera vista, puede parecer que se repite, pero sus componentes no se superpondrán perfectamente.
Los cristales de tiempo han sido observado experimentalmente a número de vecesusando Materiales diferentes. Ahora, un equipo de físicos dirigido por Guanghui He de la Universidad de Washington y el Bingtian Ye de la Universidad de Harvard ha creado lo que creen que es la primera vez cuasicrystal. Los patrones temporales de las partículas oscilantes tienen estructura, pero no repiten.
«Es una fase completamente nueva de la materia», Zu dice.
Una forma de crear un cristal de tiempo es eliminar algunos de los átomos de carbono de la red de cristal del diamante, creando lo que se conoce como un centro de vacantes de nitrógenoque es un átomo de nitrógeno vecino y un espacio vacío. Esta es la técnica que los investigadores utilizaron para crear e investigar las propiedades de un cuasicristal de tiempo.
Ellos usaron láseres de nitrógeno Para derribar un montón de átomos de carbono en un trozo de diamante en todo el milímetro, dando a los electrones un poco de espacio para bailar hasta el ritmo de los pulsos de microondas, bajo la influencia cuántica de sus vecinos.
La estructuración del ritmo del microondas en los patrones de no repetición dio como resultado un comportamiento similar pero independiente en las partículas oscilantes, una que cumplió con los criterios de un cristal de tiempo.
«Utilizamos pulsos de microondas para comenzar los ritmos en los cuasicristales del tiempo», Ye dice. «Las microondas ayudan a crear orden a tiempo».
Los investigadores observaron este baile durante cientos de ciclos antes de que el cuasicristal de tiempo se rompiera, como lo hacen los cristales de tiempo: son extremadamente sensibles y vulnerables a la interferencia externa.
«Creemos que somos el primer grupo en crear un verdadero cuasicristal de tiempo», Él dice.
Los resultados ofrecen nuevas ideas que pueden ayudarnos a comprender mejor el reino cuántico, así como los cristales de tiempo. También existen posibles aplicaciones prácticas, como en la ciencia de la metrología, o la medición de cosas. Un día, los cristales de tiempo podrían ayudar a medir el tiempo.
También podrían usarse para sensores cuánticos y computación cuántica (por supuesto). Probablemente sea un largo camino; Pero solo se puede hacer un viaje dando pasos a través del tiempo.
La investigación ha sido publicada en Revisión física x.