Novo avanço pode trazer cristais do tempo do laboratório para o mundo real

Acabamos de dar mais um passo em direção aos cristais do tempo que podem ter aplicações práticas.

Produzir um novo trabalho experimental à temperatura ambiente cristal do tempo Em um sistema que não está isolado de sua vizinhança.

Os pesquisadores dizem que isso abre caminho para cristais de tempo em escala de chip que podem ser usados ​​em condições do mundo real, longe do caro equipamento de laboratório necessário para mantê-los funcionando.

“Quando a energia em seu sistema experimental é trocada com o ambiente, a dissipação e o ruído trabalham em conjunto para destruir a ordem cronológica”, O engenheiro Hussein Taheri diz da Universidade da Califórnia, Riverside.

“Em nossa plataforma óptica, o sistema atinge um equilíbrio entre ganho e perda para criar e manter cristais de tempo.”

Cristais de tempo, às vezes chamados de cristais de espaço-tempo, cuja existência já foi confirmada há apenas alguns anos, são tão fascinantes quanto o nome sugere. É uma fase da matéria muito parecida com os cristais comuns, com uma propriedade adicional muito importante.

Nos cristais comuns, os átomos constituintes estão dispostos em uma estrutura de treliça fixa 3D Um bom exemplo é a rede atômica do diamante ou um cristal de quartzo. Essas sinapses repetidas podem variar em configuração, mas dentro de uma formação particular elas não se movem muito; Eles apenas se repetem espacialmente.

Nos cristais do tempo, os átomos se comportam de maneira ligeiramente diferente. Ele oscila, girando primeiro em uma direção, depois na outra. Essas oscilações – conhecidas como “tick” – são bloqueadas em uma frequência regular e especificada. Onde a estrutura cristalina regular se repete no espaço, ela se repete nos cristais do tempo no espaço e no tempo.

Para estudar cristais de tempo, os cientistas costumam usar condensados ​​de Bose-Einstein da quasipartícula magnon. Eles devem ser mantidos em temperaturas muito baixas, muito próximas do zero absoluto. Isso requer equipamentos de laboratório altamente especializados e avançados.

Em sua nova pesquisa, Taheri e sua equipe criaram um cristal do tempo sem super-resfriamento. Seus cristais de tempo eram sistemas quânticos ópticos criados à temperatura ambiente. Primeiro, eles pegaram um pequeno microsonor, um disco feito de vidro de fluoreto de magnésio com apenas um milímetro de diâmetro. Então eles bombardearam essa metamorfose óptica com feixes de laser.

As saliências subharmônicas autopreservadas (sólitons) geradas pelas frequências geradas pelos dois feixes de laser indicaram a formação de cristais de tempo. O sistema cria uma armadilha de treliça rotativa para as bobinas ópticas que exibem a rotação.

Use a equipe para manter a integridade do sistema à temperatura ambiente bloqueio de auto-injeção, uma tecnologia que garante que a saída do laser mantenha uma frequência óptica específica. Isso significa que o sistema pode ser transportado do laboratório e usado em aplicações de campo, dizem os pesquisadores.

Além de possíveis explorações futuras das propriedades dos cristais de tempo, como transições de fase e interações de cristais de tempo, o sistema pode ser usado para fazer novas medições do próprio tempo. Os cristais do tempo podem, um dia, fundir-se Computadores quânticos.

“Esperamos que este sistema fotônico possa ser usado em fontes de RF compactas e leves com estabilidade superior, bem como em cronometragem precisa”. Taheri diz.

A pesquisa da equipe foi publicada em Comunicações da Natureza.