Fizikanët konfirmojnë ekzistencën e kristaleve të kohës në simulimin kompjuterik epik kuantik

Jeni në treg për një boshllëk në ligjet që ndalojnë lëvizjen e përhershme? Duke ditur se keni një kristal autentik kohe kërkon më shumë se një sy të mprehtë për gurë të çmuar me cilësi të lartë.

Në një studim të ri, një ekip ndërkombëtar studiuesish përdori pajisjen kompjuterike kuantike Sycamore të Google për të kontrolluar dyfish vizionin e tyre teorik të një kristali kohor, duke konfirmuar se ai shënon të gjitha kutitë e duhura për një formë në zhvillim të teknologjisë që ne jemi ende në kërkim. .

Ngjashëm me kristalet konvencionale të bëra nga njësi atomesh që përsëriten pafundësisht, një kristal kohor është një ndryshim pafundësisht i përsëritur në një sistem, ai që në mënyrë të jashtëzakonshme nuk kërkon energji për të hyrë ose dalë.

Megjithëse një gjë e tillë i afrohet thyerjes së ligjeve të caktuara të termodinamikës, fakti që entropia e sistemit nuk rritet do të thotë se ai duhet të ulet në anën e djathtë të fizikës.

Në realitet, një kristal i tillë mund të duket si një lloj lëkundjeje që nuk sinkronizohet me pjesën tjetër të ritmeve të sistemit. Për shembull, një lazer që shtyp një rrahje të qëndrueshme në kristalin tuaj të kohës, mund të bëjë që rrotullimet e grimcave të tij të rrotullohen vetëm në çdo trokitje tjetër.

Ky rrokullisje e pabindur është një sjellje karakteristike e kristalit të kohës dhe është përdorur si dëshmi për projektimin dhe prodhimin e kristaleve të kohës në eksperimentet e kaluara.

Por kompleksiteti absolut i një numri të madh objektesh kuantike ndërvepruese që të gjitha lëkunden sipas ritmit të tyre, lë një hapësirë ​​të lëkundur për shpjegime që nuk varen domosdoshmërisht nga të njëjtat rregulla që mbështesin fizikën e kristaleve të kohës.

Pra, megjithëse nuk ka gjasa, ne nuk mund të përjashtojmë që një sistem që fillimisht duket si një kristal kohe mund të ngrohet në realitet gjatë epokave dhe përfundimisht të bjerë në rrëmujë.

Ju thjesht mund të uleni dhe të shikoni kristalin tuaj të zhurmshëm deri në vdekjen përfundimtare të Universit nga nxehtësia, natyrisht. Ose mund të lini një kompjuter kuantik të kryejë punën për ju.

“Pamja e madhe është se ne po marrim pajisjet që synohen të jenë kompjuterët kuantikë të së ardhmes dhe i mendojmë ato si sisteme komplekse kuantike më vete,” thotë fizikani i Universitetit të Stanfordit, Matteo Ippoliti.

“Në vend të llogaritjes, ne po e vëmë kompjuterin në punë si një platformë e re eksperimentale për të realizuar dhe zbuluar faza të reja të materies.”

Vendi i fillimit për këtë kristal të caktuar kohor ishte çuditërisht i paqëllimshëm, që doli nga puna e kryer nga fizikanti teorik i Stanfordit, Vedika Khemani, mbi fizikën jo-ekuilibër.

Ne jemi të njohur ngushtë me pasojat e kësaj lloj fizike në jetën e përditshme. Lëreni filxhanin tuaj të nxehtë të kafesë jashtë në stol për gjysmë ore dhe do të zbuloni se sa shpejt shpërndahet energjia e tij e nxehtësisë ndërsa qëndron jashtë ekuilibrit me mjedisin e tij.

Khemani dhe kolegët e saj ishin më të interesuar për çekuilibrin e energjisë në nivelin shumë më pak intuitiv të fizikës kuantike.

Ishte vetëm kur një recensues i kërkimit të Khemani tërhoqi vëmendjen e saj për ngjashmëritë midis punës së saj dhe kristaleve të kohës, ajo e ktheu fokusin e saj në këtë fushë të re emocionuese të fizikës.

“Kristalet e kohës janë një shembull i mrekullueshëm i një lloji të ri të fazës kuantike jo-ekuilibër të materies,” thotë Khemani.

“Ndërsa pjesa më e madhe e të kuptuarit tonë të fizikës së lëndës së kondensuar bazohet në sistemet e ekuilibrit, këto pajisje të reja kuantike po na ofrojnë një dritare magjepsëse drejt regjimeve të reja jo ekuilibër në fizikën e shumë trupave.”

Modelimi i kristalit të tyre të kohës në teknologjinë kuantike të Google i lejoi ekipit të kërkonte shenja të përsëritjes së pafundme brenda vetëm disa qindra goditjeve të një pulsi lazer. Ata gjithashtu mund ta drejtojnë simulimin mbrapsht dhe të shkallëzojnë madhësinë e tij.

“Në thelb na tha se si të korrigjojmë gabimet e veta, në mënyrë që gjurmët e gishtave të sjelljes ideale kristalore të kohës të mund të konstatohen nga vëzhgimet e kohës së fundme,” thotë Roderich Moessner, një fizikan teorik nga Instituti Max Planck për Fizikën e Sistemeve Komplekse në. Gjermania.

Të kesh mënyra për të modeluar kristalet e kohës aktuale me besimin se ato përfaqësojnë një fazë vërtet unike të materies mund të jetë e paçmueshme për të hetuar kompleksitetet e çmendura të fizikës kuantike jo-ekuilibër.

Kristalet e kohës premtojnë të jenë një dritare në mënyrat e reja se si funksionojnë një gamë e gjerë sistemesh komplekse, duke ofruar njohuri jo vetëm për hapësirat kuantike, por sisteme aq komplekse sa truri ynë.

Një ditë shumë shkencëtarë në një sërë fushash do të jenë në treg për një kristal kohe. Tani ka më pak shanse që ata të shkatërrohen.