Dalawang taon pagkatapos ng ideya, ang mga siyentipiko ay nag-kristal ng oras, nagbukas ng bagong espasyo
'Ang gawain ay tumutugon sa ilan sa mga pinakapangunahing tanong tungkol sa kalikasan ng bagay.'
Si Prof. Shivaji Sondhi Dalawang grupo ng mga mananaliksik, na nakabase sa Harvard University at University of Maryland, ang nag-ulat sa Kalikasan noong Marso 9 na sila ay lumikha ng 'time crystals': isang bagay na tila diretso sa science fiction, na nagtatampok ng mga istruktura kung saan ang mga atomo at molekula ay nakaayos sa espasyo at oras. .
Ang teoretikal na batayan para sa pagkakaroon ng mga time crystal ay itinatag noong 2015 ni Prof Shivaji Sondhi, theoretical physicist sa Princeton, ang kanyang nagtapos na estudyanteng si Vedika Khemani (na bahagi rin ng pangkat ng Harvard na naglathala sa Kalikasan), at Achilleas Lazarides at Roderich Moessner ng Max Planck Institute sa Dresden, Germany.
Sa isang panayam sa email, ipinaliwanag ni Prof Shivaji Sondhi kay Anuradha Mascarenhas ang kahalagahan ng pagbuo ng isang klase ng mga kristal na dating naisip na imposibleng lumikha.
Ano ang mga time crystal? Bakit mahalaga na sila ay nilikha?
Ang mga kristal ng oras ay mga sistema kung saan ang papel ng espasyo sa mga ordinaryong kristal ay pinapalitan ng oras. Sa mga ordinaryong kristal, napakaraming bilang ng mga atomo — sa prinsipyo isang walang katapusang bilang — ay nagpapakita ng periodicity sa espasyo; sa mga kristal ng oras ay nagpapakita sila ng periodicity sa oras. Ang kanilang kahalagahan ay nakasalalay sa pagpapalit ng espasyo sa pamamagitan ng oras — na bago, na napagtatanto ang ideya ng Nobelist na si Frank Wilczek. Ang konsepto ng mga time crystal ay nagmula kay Wilczek sa Massachusetts Institute of Technology noong 1975. Sa isang ordinaryong kristal, tulad ng table salt, ang mga atomo ay nakaayos sa paulit-ulit na pattern. Ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga kalapit na atom ay nagpapanatili sa kristal na matibay at pinipigilan itong matunaw sa wala kahit kaunting pagyanig. Hindi ba dapat mayroon ding mga kristal na sumisira sa simetrya ng pagsasalin sa oras? Ang mga atomo ay gumagalaw sa oras, ngunit sa halip na gumagalaw sa isang tuluy-tuloy o tuluy-tuloy na paraan, sila ay gumagalaw sa pana-panahong paraan. Ito ay isang ideya na humantong sa mga debate kung ang gayong mga kristal ay maaaring umiral.
ORDINARY CRYSTALS vs TIME CRYSTALS: Ang mga mananaliksik ng Princeton ay nagbigay ng teoretikal na pag-unawa na humantong sa paglikha ng mga time crystal na iniulat sa Kalikasan ng dalawang grupo ng mga mananaliksik. Larawan: Emily Edwards, University of Maryland sa pamamagitan ng paglabas ng balita sa Princeton University. Paano binabago ng bagong pagtuklas ang mga paraan ng pag-iisip tungkol sa bagay?
Tinutugunan ng gawain ang ilan sa mga pinakapangunahing katanungan tungkol sa kalikasan ng bagay. Karaniwang iniisip ng isang tao ang bagay sa ekwilibriyo — kung paano ito naaayos kapag hindi ginalaw. Ang mga nilikha ay nagsasangkot ng patuloy na pakikipag-ugnayan sa labas ng mundo at gayon pa man nalaman namin na maaari silang magpakita ng kakaibang pag-uugali na tumpak sa matematika. Ito ay bago para sa isang quantum system.
Paano nilikha ang mga kristal ng oras? Ano pagkatapos ng pagtuklas na ito?
Natuklasan ng aming trabaho ang mahahalagang pisika kung paano gumagana ang mga kristal ng oras. Ang pagtuklas ay nabuo sa isang hanay ng mga pag-unlad na nakukuha sa isyu kung paano natin naiintindihan ang mga kumplikadong sistema sa loob at labas ng equilibrium — na napakahalaga sa kung paano ipinapaliwanag ng mga physicist ang kalikasan ng pang-araw-araw na mundo. Ang parehong mga eksperimento ay binuo sa maraming trabaho sa nakalipas na dekada at higit pa sa pagkontrol sa maliliit na quantum system. Kaya habang ginawa nila itong mukhang madali, mayroong maraming trabaho sa likod nito. Ang parehong mga papel ay may 26 na may-akda sa pagitan nila! Bilang resulta ng mga teoretikal na pag-aaral na ito, dalawang grupo ng mga eksperimento ang nagsimulang magtangkang bumuo ng mga time crystal sa laboratoryo. Gumamit ang pangkat na nakabase sa Harvard ng isang pang-eksperimentong set-up na nagsasangkot ng paggawa ng isang artipisyal na sala-sala sa isang sintetikong brilyante. Ang ibang diskarte sa Unibersidad ng Maryland ay gumamit ng isang hanay ng mga sisingilin na particle na tinatawag na ytterbium ions.
Sa palagay ko makikita natin ang higit pang mga bagong yugto ng bagay na ginawa ng ganitong uri ng eksperimentong gawain. Hindi lahat sila ay magiging time crystal ngunit ibabahagi nila ang tampok na hindi sila umiiral kung ang bagay ay pinabayaan. Maaari rin silang tumulong sa pagprotekta sa impormasyon sa mga futuristic na device na kilala bilang mga quantum computer.
(Na-edit na mga sipi mula sa panayam)
Ibahagi Sa Iyong Mga Kaibigan:
