Kryształy czasu połączone po raz pierwszy. Ale na praktyczne zastosowania jeszcze poczekamy

Naukowcom po raz pierwszy w historii udało się stworzyć kryształy czasy połączone w układ, który wydaje się przeczyć prawom fizyki.
Kryształy czasu w końcu połączone
Kryształy czasu w końcu połączone

Fizycy od dawna poszukują kryształów czasu, czyli struktur powtarzalnych w czasie i przestrzeni. Ich istnienie zaproponował w 2012 r. Frank Wilczek, a od tego czasu naukowcy starali się je wytworzyć w warunkach laboratoryjnych. Udało się to dopiero w 2016 r. Teraz w Nature Communications opublikowano pracę, która sugeruje, że kryształy czasu można nie tylko tworzyć, ale i zamienić w użyteczne urządzenia.

Wszyscy wiedzą, że perpetuum mobile jest niemożliwe. Jednak w fizyce kwantowej perpetuum mobile jest w porządku, o ile mamy zamknięte oczy. Prześlizgując się przez tę szczelinę, możemy stworzyć kryształy czasu.dr Samuli Autti z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Lancaster

Kryształy czasu, nad którymi pracowali naukowcy, składały się z kwazicząstek zwanych magnonami. Nie są to prawdziwe cząstki, a zbiorowe wzbudzenia spinu elektronów – coś jak przesuwająca się fala.

Magnony powstają, gdy hel-3 – rzadki izotop helu z jednym brakującym neutronem – zostanie schłodzony do temperatury zbliżonej do zera bezwzględnego, czyli 0,0001 K lub -273,15oC. W ten sposób powstał tzw. superpłyn B – cechuje go płyn o zerowej lepkości i niskim ciśnieniu. W takich warunkach kryształy czasu tworzą kondensaty Bosego-Einsteina, z których każdy składa się z bilionów magnonów.

Czytaj też: Komputer kwantowy stworzył kryształ czasu. Co to właściwie znaczy?

Kiedy dwa kryształy czasu zetknęły się ze sobą, wymieniły się magnonami. To z kolei wpłynęło na oscylacje każdego z kryształów czasu, tworząc pojedynczy układ, który może funkcjonować w dwóch odrębnych stanach. Osiągnięcie, którego dokonali naukowcy z Uniwersytetu Lancaster, Royal Holloway London, Instytutu Landaua i Uniwersytetu Aalto w Helsinkach stanowi nowe możliwości dla technologii kwantowych.

Okazuje się, że złożenie dwóch kryształów czasu razem działa pięknie, nawet jeśli kryształy czasu nie powinny w ogóle istnieć. Wiemy już, że istnieją one również w temperaturze pokojowej.dr Samuli Autti

Niestety, kryształy czasowe nie mają jeszcze zastosowania praktycznego. Aby móc zastosować je np. w komputerach kwantowych, konieczne jest rozwiązanie wielu problemów. Ale to i tak ogromny sukces, bo przecież niedawno kryształy czasu istniały jedynie teoretycznie.