वैज्ञानिकों ने "समय क्रिस्टल" के अस्तित्व की पुष्टि की है - अस्थायी समरूपता के उल्लंघन के साथ मामले की एक अवस्था

समय क्रिस्टल की संरचना समय-समय पर न केवल अंतरिक्ष में, बल्कि समय में भी दोहराई जाती है। उदाहरण के लिए, कमजोर चुंबकीय क्षेत्र में ठंडा परमाणुओं की एक अंगूठी।

तो, यह अब खाली बात नहीं है और नंगे सिद्धांत नहीं है। पिछले हफ्ते, आधिकारिक पत्रिका फिजिकल रिव्यू लेटर्स ने सहयोगियों के साथ कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, नॉर्मन याओ में सहायक प्रोफेसर द्वारा एक वैज्ञानिक लेख प्रकाशित किया , जिसमें वह एक समय क्रिस्टल बनाने के लिए एक आरेख देता है और इसके लिए एक राज्य पंजीकरण तकनीक विशिष्ट है बात का एक नया रूप।

अब सिद्धांत और वास्तविकता के बीच एक पुल बनाया गया है - हर कोई समय क्रिस्टल बनाने पर प्रयोग को दोहरा सकता है, और नोबेल पुरस्कार विजेता विलसेक के इस सिद्धांत को प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि माना जा सकता है।

2012 में, उत्कृष्ट भौतिक विज्ञानी फ्रैंक विल्सेक ने "समय क्रिस्टल" की परिकल्पना को आगे बढ़ाया । यह समझ में आता है अगर हम अंतरिक्ष-समय में एक क्रिस्टल के अस्तित्व की कल्पना करते हैं तो दूसरी तरफ यह स्वीकार किया जाता है। यह आमतौर पर अंतरिक्ष में एक क्रिस्टल जाली पर विचार करने के लिए प्रथागत है, लेकिन फ्रैंक विल्सेक ने इसे समय में भी देखने का सुझाव दिया।

यदि आप क्रिस्टल जाली के परमाणुओं को इस तरह से देखते हैं, तो एक स्थिर बाहरी क्रिस्टल में कुछ आंतरिक ऊर्जा कंपन होते हैं। विल्सेक की गणना से पता चला है कि परमाणु समय में लगातार दोहराव बना सकते हैं, अलग-अलग समय अंतराल के बाद अपनी मूल स्थिति में लौट सकते हैं, जिससे अस्थायी समरूपता टूट सकती है। यह पता चला है कि ऊर्जा की खपत या उत्पादन के बिना, अस्थायी क्रिस्टल "जमीनी स्थिति" में होंगे, लेकिन चक्रवाती रूप से संरचना को बदलते हैं, जिसे भौतिकी के दृष्टिकोण से सदा गति के रूप में परिभाषित किया गया है।

सितंबर 2016 में, क्रिस मोनरो ने कॉलेज पार्क में मैरीलैंड विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में पहला अस्थायी क्रिस्टल बनाया ।। उनका विचार एक रिंग में व्यवस्थित आयनों के समूह के रूप में एक क्वांटम प्रणाली बनाना था। जब अंगूठी को ठंडा किया जाता है, तो सिस्टम की ऊर्जा स्थिति न्यूनतम स्तर तक गिर जाएगी, अर्थात "जमीनी स्थिति"। क्रिस मुनरो ने रिंग के "ग्राउंड स्टेट" को बनाने के लिए ytterbium आयनों को लिया। उन्होंने ytterbium आयनों को जमीन की स्थिति में प्रवेश करने के लिए मजबूर करने के लिए क्वांटम इंटरैक्शन का उपयोग किया, और फिर अस्थायी समरूपता के उल्लंघन को ठीक किया। वैज्ञानिक काम arXiv.org पर पोस्ट किया गया ।

मोनरो समूह के बाद, हार्वर्ड विश्वविद्यालय (अध्ययन के प्रमुख लेखक मिखाइल लुकिन, एक हार्वर्ड कर्मचारी) थे, जो हीरे में घनीभूत नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों के साथ पूरी तरह से अलग प्रायोगिक सेटअप का उपयोग कर रहे थे। वे भीउनके परिणामों को arXiv.org पर प्रकाशित किया । कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में भौतिकी विभाग के एक प्रतिनिधि नॉर्मन याओ ने हार्वर्ड के काम में हिस्सा लिया।

नॉर्मन याओ ने एक साथ मोनरो और ल्यूकिन की अनुसंधान टीमों के साथ मिलकर काम किया, जिससे उन्हें समय के क्रिस्टल के मुख्य मूल गुणों का विस्तार से अध्ययन करने की अनुमति मिली।

समय क्रिस्टल समय-समय पर अपनी संरचना को दोहराते हैं, क्योंकि वे समय-समय पर बाहर से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। मुख्य शिक्षक याओ के अनुसार, इसकी तुलना एक जेली क्यूब के आंदोलन से की जा सकती है जो एक उंगली से चपटी थी। एक बाहरी ऊर्जा प्रभाव प्राप्त करने के बाद, समय क्रिस्टल अत्यंत दिलचस्प व्यवहार प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें एक नए चरण की स्थिति बनाता है। यह सामग्री का एक विस्तृत वर्ग है जो स्वाभाविक रूप से संतुलित नहीं है ।



नॉर्मन याओ कहते हैं , "यह निश्चित रूप से एक नया चरण है । " - लेकिन यह वास्तव में अच्छा है, क्योंकि यह noquilibrium पदार्थ के पहले उदाहरणों में से एक है। पिछली आधी सदी में, हमने धातु और आघात दोनों में संतुलन मामले का अध्ययन किया है। हम अभी कुछ भी नहीं की पूरी दुनिया का अध्ययन कर रहे हैं।

नॉर्मन याओ स्वयं शायद ही कल्पना कर सकते हैं कि व्यवहार में कहाँ समय क्रिस्टल का उपयोग किया जा सकता है। अन्य शोधकर्ताओं का सुझाव है कि समय में संरचना के चक्रीय पुनरावृत्ति के साथ कोई भीquilibrium सामग्री लगभग आदर्श भंडारण उपकरण बन सकती है और क्वांटम कंप्यूटरों में एप्लिकेशन खोजेगी।


प्रायोगिक मापदंडों को बदलने से एक समय क्रिस्टल को एक तुच्छ ढांकता हुआ की स्थिति में आसानी से पिघलाया जा सकता है या इसे गर्म किया जा सकता है।चित्रण: नॉर्मन याओ

एक नए प्रकाशित वैज्ञानिक पेपर में, नॉर्मन याओ 10 यर्टबेरियम आयनों की एक अंगूठी बनाने के लिए एक योजना का वर्णन करता है जिसमें इलेक्ट्रॉन स्पिन एक दूसरे के साथ क्वांटम कंप्यूटरों में क्वाइब की तरह बातचीत करते हैं। आयनों को संतुलन से दूर करने के लिए, उन्हें एक कमजोर चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए एक लेजर पल्स के साथ विकिरणित किया जाता है, और दूसरा लेजर आंशिक रूप से परमाणुओं के स्पिन को अंजाम देता है, इस प्रभाव को कई बार दोहराता है। चूंकि स्पिन एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, परमाणु एक दोहराए जाने वाले इंटरैक्शन पैटर्न में चलते हैं जो क्रिस्टल की संरचना को निर्धारित करते हैं। मैरीलैंड विश्वविद्यालय में उपरोक्त प्रयोग के दौरान इस तरह की योजना का उपयोग किया गया था।

एक समय क्रिस्टल में, इलेक्ट्रॉन समय में एक क्रिस्टल बनाते हैं, जो अंतरिक्ष में निर्धारित परमाणुओं की समरूपता के अनुरूप नहीं होता है। यही वह है जो इसके अद्वितीय गुणों को निर्धारित करता है।


मैरीलैंड की क्रिस्टल टाइम यूनिवर्सिटी। चित्रण: एपीएस / एलन स्टोनब्रोकर / फिल रिचर्म

इस चरण की स्थिति की एक और असामान्य संपत्ति एक अंतराल के साथ बातचीत की प्रतिक्रिया है जो इंटरैक्शन अंतराल से अधिक है। यही है, टी के अंतराल के साथ एक लेजर के साथ सामग्री को विकिरणित किया जाता है, और सामग्री 2 टी के अंतराल के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह एक अत्यंत विचित्र संपत्ति है जो सामान्य सामग्रियों में नहीं पाई जाती है। एक जेली क्यूब की कल्पना करें जो केवल दूसरे क्लिक के साथ उतार-चढ़ाव करना शुरू कर देता है।

मिखाइल ल्यूकिन के समूह के प्रयोगों में एक पूरी तरह से अलग प्रयोगात्मक सेटअप के साथ, लौकिक समरूपता के उल्लंघन की एक ही घटना दर्ज की गई थी - यह साबित करता है कि समय क्रिस्टल वास्तव में मामले के एक नए चरण की स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है।

वैज्ञानिक लेख 18 जनवरी, 2017 को फिजिकल रिव्यू लेटर्स (doi: 10.1103 / PhysRevLett.118.030401) में प्रकाशित हुआ था ।

Source: https://habr.com/ru/post/hi401051/