Tudomány

Immár hivatalos: az időkristályok valóban léteznek

24.hu
24.hu

2017. 03. 09. 16:58

Fizikusok egy csoportja még január végén jelentette be, hogy sikerült kideríteniük, miként lehet megmérni és előállítani az időkristályokat. A bizarr állapotban az atomi struktúrák nem csupán térben, hanem időben is ismétlődnek.
Korábban a témában:

Két, egymástól független kutatócsoportnak is sikerült a januári publikációban leírt időkristályra kísértetiesen emlékeztető anyagot alkotnia. Az eredményekről beszámoló tanulmányok átestek az ellenőrzésen, ezzel pedig a korábban teljesen lehetetlennek tűnő jelenség igen valóságossá vált.

Vettük ezeket az elméleti elképzeléseket, melyekkel kapcsolatban már sokat kutakodtunk az elmúlt évek során, és tulajdonképpen megépítettük őket a laboratóriumban

– állapította meg Andrew Potter, az austini Texas Egyetem szakértője. A kutató hozzátette, bízik benne, hogy további vizsgálatok következhetnek.

Az időkristályoktól január óta valósággal felpezsdült a fizikus szakma, hiszen egy olyan állapotot jelölnek, melyet korábban nem vizsgált a tudomány. A szakértők eddig olyan anyagokkal foglalkoztak, melyek “egyensúlyban” vannak, tehát atomjaik hőmérséklete egyenlő – ilyen anyagok például a fémek.

Most úgy tűnik, az időkristályok az első, eddig csak feltételezések szintjén létező nem-egyensúlyi helyzetű matériák.

Felfedezésük forradalmasíthatja a kvantumok rendszerén történő információ tárolását és továbbítását.

Pár év alatt megvalósult az elképzelés

Az időkristályok létezését a fizikai Nobel-díjas Frank Wilczek vetette fel, még 2012-ben. A szakértő úgy vélte, a hipotetikus anyag atomjainak a legalacsonyabb energiaszinten, azaz alapállapotukon is mozogniuk kell. Mivel a mozgás energiát fogyaszt, elviekben lehetetlen lenne létrehozni egy ilyen rendszert.

Wilczek azonban elképzelt egy alapállapotban lévő objektumot, amely az atomok mintázatának állandó változásával gyakorlatilag örökmozgóként működik.

Az egészet úgy kell elképzelni, mint egy zselét, amelyet megbökünk, így mozogni kezd. A különbség annyi, hogy az elképzelt időkristálynak nincs szüksége “bökésre” – azzal ugyanis energia keletkezne.

Ez a rendszer ellentmond az egyik legalapvetőbb fizikai feltételezésnek, mely szerint a fizika törvényei minden időben érvényesek – ez az úgynevezett idő-transzlációs szimmetria.

A különböző szimmetriákat alapállapotukban bizonyos objektumok megbonthatják, anélkül, hogy ellentmondanának a fizikának. Ilyen anyagok például a kristályok, melyek attól függően, hogy honnan vizsgálja az ember, másként festhetnek. Wilczek ezen a gondolatmeneten indult el, igaz, ő az aszimmetriát nem térben, hanem időben képzelte el.

2012-óta több szakember is megkísérelte az ilyen rendszerek leírását és felépítését. Idén januárban Norman Yao, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem fizikusa érte el az áttörést, amikor kidolgozott egy új tervet. Ezt később két, egymástól teljesen független kutatócsoport, a Marylandi illetve a Harvard Egyetem szakemberei is felhasználták saját időkristályuk elkészítéséhez. A kutatóknak két, igen különböző változatot sikerült létrehozniuk.

Bár a két verzió látványosan eltér egymástól, mindkettő működőképes.

Az eredményeket egy ideje ismeri már a fizikus világ, a tanulmányok Nature-ben való megjelenésével azonban immár hivatalosan is áttörésről beszélhetünk. Most, hogy a kutatók tudnak az időkristályok létezéséről, újabb változatokat hozhatnak létre.

És hogy mire használhatnánk fel az új rendszereket? Nos, a szakértők úgy vélik, az időkristályok segíthetnek a kvantumszámítógépek létrehozásában. Ez persze még a jövő zenéje, addig újabb és újabb izgalmas előrelépések történhetnek.

(Science Alert)

vissza a címlapra

Legfrissebb videó mutasd mind

Kommentek

Nézd meg a legfrissebb cikkeinket a címlapon!
24-logo

Engedélyezi, hogy a 24.hu értesítéseket
küldjön Önnek a kiemelt hírekről?
Az értesítések bármikor kikapcsolhatók
a böngésző beállításaiban.