Fizikantët krijojnë për herë të parë kristalin e kohës së vazhdueshme

Shkencëtarët kanë arritur për herë të parë të realizojnë një kristal kohor që thyen spontanisht simetrinë e vazhdueshme të përkthimit të kohës. Studiuesit, nga Instituti i Fizikës Laserike në Universitetin e Hamburgut, raportuan vëzhgimin e tyre në një studim të botuar më 9 qershor 2022, në revistën Science.

Ideja e një kristali kohor shkon tek laureati i Nobelit, Franck Wilczek, i cili i pari propozoi fenomenin. Ngjashëm me ujin që kthehet spontanisht në akull rreth pikës së ngrirjes, duke thyer kështu simetrinë e përkthimit të sistemit, simetria e përkthimit të kohës në një sistem dinamik me shumë trupa prishet spontanisht kur formohet një kristal kohor.

Në vitet e fundit, shkencëtarët kanë vëzhguar tashmë kristale kohore diskrete ose Floquet në sisteme kuantike të mbyllura dhe të hapura periodikisht. “Megjithatë, në të gjitha eksperimentet e mëparshme, simetria e përkthimit në kohë të vazhdueshme prishet nga një lëvizje periodike kohore,” thotë Dr. Hans Keßler nga grupi i Prof. Andreas Hemmerich në Cluster of Excellence “CUI: Imazhe e avancuar e materies”. “Sfida për ne ishte të realizonim një sistem që thyen spontanisht simetrinë e vazhdueshme të përkthimit të kohës.”

Në eksperimentin e tyre, studiuesit përdorën një kondensatë Bose-Einstein brenda një zgavër optike me finesë të lartë. Duke përdorur një pompë të pavarur nga koha, ata vëzhguan një fazë të ciklit kufi, e cila karakterizohet nga lëkundje periodike emergjente të numrit të fotonit brenda zgavrës së shoqëruar nga densiteti atomik që qarkullon përmes modeleve të përsëritura.

Ata zbuluan se faza kohore e lëkundjeve merr vlera të rastësishme midis 0 dhe 2π, siç pritej për simetrinë e vazhdueshme të thyer spontanisht. Duke identifikuar zonën e stabilitetit në hapësirën e parametrave përkatës dhe duke treguar qëndrueshmërinë e lëkundjeve të ciklit kufitar edhe në prani të shqetësimeve të forta kohore, eksperimentuesit demonstruan qëndrueshmërinë e fazës dinamike.