新しい時間結晶の発見

タイムクリスタルと呼ばれる奇妙な物質形態が最近、XNUMX つの新しい場所に出現しました。 Physical Review Letters の XNUMX 月号で報告されているように、科学者はリン酸一アンモニウムでこのような結晶を作成し、別のグループは星形の粒子を含む液体媒体でそれを作成し、Physical Review に掲載されました。

他の既知の例とは異なり、 タイムクリスタル リン酸一アンモニウムから作られたもので、規則正しい物理的構造を持つ固体材料、つまり、伝統的なクリスタル。これまでに結晶が形成された残りの材料は無秩序でした。科学者たちは 2016 年に初めてタイムクリスタルを作成しました。 XNUMX つは欠陥のあるダイヤモンドから作られ、もう XNUMX つはイッテルビウムイオンの連鎖を使用して作られました。

塩や石英などの普通の結晶は、三次元の規則的な空間結晶の例です。それらの原子は、何十年も前から科学者に知られている繰り返しシステムを形成しています。時間の結晶は違います。それらの原子は、脈動する磁力 (共鳴) によって励起されて、最初は一方向に、次に他の方向に周期的に振動します。いわゆる "カチカチ'。

相互作用するパルスは異なる共鳴を持ちますが、タイムクリスタルのカチカチ音は特定の周波数に限定されます。たとえば、昨年の実験のXNUMXつで研究されたタイムクリスタル内の原子は、それらに影響を与える磁場の脈動周波数のわずか半分の周波数で回転しました。

科学者らは、時間結晶の理解は原子時計、ジャイロスコープ、磁力計の改良につながる可能性があるだけでなく、量子技術の創出にも役立つ可能性があると述べている。米国国防高等研究計画局（DARPA）は、近年の最も奇妙な科学的発見のXNUMXつに対する研究への資金提供を発表した。

- DARPAプログラムの責任者はGizmodoにこう語った。 ロザ・アレハンダ・ルカシェフ博士。これらの研究の詳細は機密事項である、と彼女は述べた。これは、現在使用されている複雑な実験室設備よりも便利で安定した新世代の原子時計であると結論付けることしかできません。知られているように、このようなタイマーは、例えば、GPS を含む多くの重要な軍事システムで使用されています。

ノーベル賞受賞者 フランク・ウィルチェック

結晶が実際に発見される前に、それらは理論的に概念化されました。数年前にアメリカのノーベル賞受賞者によって発明されました。 フランク・ウィルチェック。つまり、彼のアイデアは、相転移の場合のように対称性を破ることです。しかし、理論上の時間結晶では、対称性は空間の XNUMX 次元だけでなく、XNUMX 番目の時間でも破れます。 Wilczek の理論によれば、時間結晶は空間だけでなく時間においても繰り返し構造を持っています。問題は、これが結晶格子内の原子の振動を意味することです。 電源なしでの移動それは物理学者によって不可能かつ不可能であると考えられていたものでした。

この有名な理論家がどのような結晶を望んでいたのかはまだわかりませんし、おそらく今後も実現することはないでしょうが、2016年にメリーランド大学とハーバード大学の物理学者が「不連続」（または離散）時間結晶を構築しました。これらは集団的および周期的な運動を示す原子またはイオンの系であり、これまで知られていなかった新しい物質状態のように振る舞い、わずかな外乱にも耐性があります。

教授ほど珍しいことではありませんが、ヴィルチェク、新しく発見された時間結晶は軍事的関心を引くほど興味深いものだ。そして、これは非常に重要なことのように思えます。