Ученые вырастили в лаборатории кристаллы времени

Специалисты Калифорнийского университета в Беркли описали свойства и возможные состояния потенциально нового типа вещества – временного кристалла.

Норманн Яо, доцент физики Калифорнийского университета в Беркли, вместе с коллегами описал на прошлой неделе в статье Physical Review Letters кристалл со структурой, повторяющейся во времени. Авторы рассказали, как создать и измерить свойства такого материала и даже предсказали его возможные фазы состояний.

Две группы исследователей из университетов Гарварда и Мэриленда ранее уже воспользовались наработками Яо, создав в прошлом году первые в мире временные кристаллы. Для этого они применили полностью разные подходы. Яо был соавтором обоих исследований. Впервые временные кристаллы были предложены в 2012-м году нобелевским лауреатом Фрэнком Вильчеком. В прошлом году несколько физиков независимо доказали возможность их существования.

«Это – новая фаза вещества, период, — прокомментировал Яо. – Последние 50 лет мы изучаем равновесные вещества, вроде металлов и изоляторов. Здесь же мы впервые коснулись новой неравновесной группы».

Хотя Яо пока не может представить область использования временного кристалла, другие предложенные состояния материи имеют теоретический потенциал в квантовых компьютерах и накопителях памяти.

В университете Мэриленда временной кристалл получили из «паровозика» 10 ионов иттербия. Их электронные спины взаимодействуют также, как кубитовые системы. Чтобы удержать ионы от равновесия, исследователи поочередно ударяли их 2 лазерами для создания эффективного магнитного поля и смены ориентации спина. Гарвардские специалисты получили кристалл с помощью плотно упакованных азото-замещенных вакансий в алмазах. Одинаковые результаты разных систем указывают на существование абсолютно нового состояния вещества.