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.
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.
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.
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.
