Os físicos criam novo tipo de tempo Quasicrystal – dentro de um diamante: WebCuriosos

Um novo tipo de cristal de tempo pode representar um avanço na física quântica.

Em um diamante com lasers, os físicos criaram o que eles acreditam ser o primeiro exemplo verdadeiro de um quasicristal – aquele em que os padrões no tempo são estruturados, mas não se repetem. É uma boa distinção, mas que pode ajudar a desenvolver pesquisas e tecnologia quânticas.

“Eles poderiam armazenar memória quântica por longos períodos de tempo, essencialmente como um análogo quântico de RAM”. diz o físico Chong Zu da Universidade de Washington nos EUA. “Estamos muito longe desse tipo de tecnologia. Mas criar um quasicristal de tempo é um primeiro passo crucial”.

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Cristais do tempo, previsto em teoria por nós físicos teóricos Frank Wilczek em 2012 antes de ser observado pela primeira vez em 2016adicione um pouco de algo extra à matriz atômica padronizada que compõe sólidos regulares.

Materiais cristalinos como diamante, quartzo e sal assumem a forma de treliças atômicas tridimensionais, onde o arranjo das partículas nela se repete. Você pode pegar qualquer seção da treliça e sobrepor -a sobre outra e ela combinará perfeitamente.

Um cristal de tempo é um material no qual as partículas se movem através de sequências que não são ditadas pelo tempo de qualquer empurrão externo. As partículas oscilam entre os estados de energia com um padrão de tempo que se repete de tal maneira que pode ser perfeitamente sobreposto, como visto no vídeo abaixo.

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Um quasicristal, por outro lado, é aquele em que as partículas formam um padrão estruturado, mas não repetidor, como Penrose Tiling ou Ammann-Beenker Tiling. À primeira vista, pode parecer que se repete, mas seus componentes não serão perfeitamente sobrepor.

Os cristais de tempo foram observados experimentalmente várias vezes, usando materiais diferentes. Agora, uma equipe de físicos liderados por Guanghui, da Universidade de Washington, e Bingtian Ye, da Universidade de Harvard, criou o que eles acreditam ser a primeira vez que o Quasicrystal. Os padrões temporais das partículas oscilantes têm estrutura, mas não repetem.

“É uma fase totalmente nova da matéria”, Para dizer.

Uma maneira de criar um cristal de tempo é derrubar alguns dos átomos de carbono da treliça de cristal do diamante, criando o que é conhecido como um Centro de Vacância de Nitrogênioque é um átomo de nitrogênio vizinho e um espaço vazio. Essa é a técnica que os pesquisadores usaram para criar e investigar as propriedades de um quasicristal de tempo.

Eles usaram Lasers de nitrogênio Para derrubar um monte de átomos de carbono em um pedaço de diamante milímetro, dando a elétrons um espaço de cotovelo para dançar ao ritmo dos pulsos de microondas, sob a influência quântica de seus vizinhos.

A estruturação do ritmo do microondas em padrões não repetidos resultou em um comportamento semelhante, mas independente, nas partículas oscilantes, que atendeu aos critérios de um cristal do tempo.

“Usamos pulsos de microondas para iniciar os ritmos nos quasicristais do tempo,” Você diz. “As microondas ajudam a criar ordem no tempo”.

Os pesquisadores observaram essa dança para centenas de ciclos antes do tempo que o Quasicrystal quebrou, com o tempo que os cristais de tempo costumam fazer: eles são extremamente sensíveis e vulneráveis ​​à interferência externa.

“Acreditamos que somos o primeiro grupo a criar um verdadeiro tempo de tempo,” Ele diz.

Os resultados oferecem novas idéias que podem nos ajudar a entender melhor o domínio quântico, bem como os próprios cristais. Também existem aplicações práticas em potencial, como na ciência da metrologia ou medindo as coisas. Um dia, os cristais do tempo podem ajudar a medir o tempo.

Eles também podem ser usados ​​para sensores quânticos e computação quântica (é claro). Provavelmente está muito longe; Mas uma jornada só pode ser feita tomando medidas no tempo.

A pesquisa foi publicada em Revisão física x.