פיזיקאים מאשרים את קיומם של גבישי זמן בסימולציית מחשב קוונטית אפית

האם אתה מחפש פרצה בחוקים האוסרים על תנועה מתמדת? לדעת שיש לך לעצמך אותנטי גביש זמן לוקח יותר מעין חדה לאבני חן באיכות גבוהה.

במחקר חדש השתמש צוות בינלאומי של חוקריםחומרת המחשוב הקוונטי של גוגל של גוגלכדי לבדוק שוב את שלהם חזון תיאורטי של גביש זמן , מאשר שזה מסמן את כל התיבות הנכונות עבור צורה מתפתחת של טכנולוגיה שאנחנו עדיין מבינים.

בדומה לגבישים קונבנציונליים העשויים מיחידות אטומים חוזרות אינסופיות, גביש זמן הוא שינוי שחוזר על עצמו אינסופי במערכת, כזה שלמרבה הפלא אינו דורש אנרגיה כדי להיכנס או לצאת.

למרות שדבר כזה מתקרב לשבירת חוקים מסוימים של תֶרמוֹדִינָמִיקָה , העובדה שהאנטרופיה של המערכת לא גדלה פירושה שהיא צריכה לשבת בצד הנכון של הפיזיקה.

במציאות, גביש כזה עשוי להיראות כמו תנודה כלשהי שאינה מסתנכרנת עם שאר המקצבים של המערכת. לייזר שמוציא פעימה קבועה על גביש הזמן שלך, למשל, עלול לגרום לסיבובים של החלקיקים שלו להתהפך רק בכל הקשה אחרת.

ההיפוך הסורר הזה הוא התנהגות קריסטל בזמן חתימה, ושימשה כראיהעבור העיצובוייצור גבישי זמןבניסויים קודמים.

אבל המורכבות העצומה של מספר עצום של אובייקטים קוונטיים המקיימים אינטראקציה, כולם מתנדנדים לקצב שלהם, משאירה מרחב התנועות מסויים להסברים שאינם בהכרח תלויים באותם כללים העומדים בבסיס הפיזיקה של גבישי הזמן.

אז למרות שזה לא סביר, אנחנו לא יכולים לשלול שמערכת שנראית בתחילה כמו גביש זמן עלולה במציאות להתחמם לאורך העידנים ולבסוף ליפול לאי סדר.

אתה יכול פשוט לשבת ולראות את הקריסטל שלך מזמזם עד למוות החום בסופו של דבר של היקום, כמובן. או שאתה יכול לתת א כמו מחשב לבצע עבורך את העבודה.

'התמונה הגדולה היא שאנחנו לוקחים את המכשירים שנועדו להיות מחשבים קוונטיים של העתיד וחשיבה עליהם כעל מערכות קוונטיות מורכבות בפני עצמן,' אומר הפיזיקאי מאוניברסיטת סטנפורד מתאו איפוליטי.

'במקום חישוב, אנחנו מכניסים את המחשב לעבודה כפלטפורמה ניסויית חדשה למימוש וזיהוי שלבים חדשים של החומר.'

מקום ההתחלה של גביש הזמן המסוים הזה היה מקום לא מכוון באופן מפתיע, שנוצר מעבודה שניהלה הפיזיקאית התיאורטית של סטנפורד ודיה חמאני על פיזיקה ללא שיווי משקל.

אנו מכירים מקרוב את ההשלכות של סוג זה של פיזיקה בחיי היומיום. תשאיר את הכוס החמה שלך קפה על הספסל למשך חצי שעה, ותגלו באיזו מהירות אנרגיית החום שלו מתפוגגת כשהיא יוצאת משיווי משקל עם הסביבה שלו.

חמאני ועמיתיה התעניינו יותר בחוסר איזון האנרגיה ברמה הפחות אינטואיטיבית של פיזיקת הקוונטים.

זה היה רק ​​כאשר מבקר את המחקר של חמני משך את תשומת לבה לדמיון בין העבודה שלה לבין גבישי הזמן שהיא הפנתה את הפוקוס שלה לתחום החדש והמרגש הזה של הפיזיקה.

'גבישי זמן הם דוגמה בולטת לסוג חדש של שלב קוונטי שאינו בשיווי משקל של חומר,' אומר בחייך.

'בעוד שחלק ניכר מההבנה שלנו בפיזיקה של החומר המעובה מבוסס על מערכות שיווי משקל, המכשירים הקוונטיים החדשים הללו מספקים לנו צוהר מרתק למשטרי אי-שיווי משקל חדשים בפיזיקה של גופים רבים.'

מודלים של גביש הזמן שלהם בטכנולוגיה הקוונטית של גוגל אפשרו לצוות לחפש סימנים של חזרה אינסופית תוך כמה מאות בעיטות בלבד של דופק לייזר. הם יכולים גם להריץ את הסימולציה לאחור ולהתאים את גודלה.

'זה בעצם אמר לנו איך לתקן את השגיאות שלו, כך שניתן יהיה לברר את טביעת האצבע של התנהגות גבישית בזמן אידיאלית מתוך תצפיות זמן סופיות.' אומר Roderich Moessner, פיזיקאי תיאורטי ממכון מקס פלנק לפיזיקה של מערכות מורכבות בגרמניה.

אפשרות ליצירת מודלים של גבישי זמן אמיתיים מתוך ביטחון שהם מייצגים שלב ייחודי באמת של חומר עשויה להיות חשובה לאין ערוך לבחינת המורכבות המטורפת של הפיזיקה הקוונטית ללא שיווי משקל.

גבישי זמן מבטיחים להוות צוהר לדרכים החדשות שבהן פועלות מגוון רחב של מערכות מורכבות, ומספקות תובנות לא רק על מרחבים קוונטיים, אלאמערכות מורכבותכמו המוח שלנו.

יום אחד הרבה מדענים ממגוון תחומים יהיו בשוק עבור גביש זמן. עכשיו יש פחות סיכוי שיקרעו אותם.

מחקר זה פורסם ב טֶבַע .