Fizica cuantică ne-a provocat întotdeauna felul în care înțelegem realitatea, dar o nouă descoperire împinge limitele și mai departe. Cercetătorii de la Universitatea Washington din St. Louis au creat o nouă fază a materiei cunoscută sub numele de quasicristal de timp (quasicristal temporal), o versiune avansată a cristalelor de timp (cristale temporale), care au fost descoperite pentru prima dată în 2016, informează BGR.
Aceste materiale aproape par să sfideze legile fizicii, rămânând în perpetuă mișcare fără a consuma energie. Prima iterație a acestei descoperiri ar putea avea implicații uriașe pentru calculul cuantic, cronometrarea de precizie și tehnologiile avansate de detectare, iar quasicristalele de timp nou descoperite sunt gata să ducă acest lucru și mai departe.
Cristalele timpului sună aproape ca o născocire a imaginației unui autor SF. S-ar putea să nu sfideze legile fizicii, dar transcend cele trei dimensiuni. În timp ce atomii din care sunt formați au aceeași formă de rețea ca cele ale cristalelor statice obișnuite, cristalele de timp sunt dinamice. Particulele se rearanjează în diferite modele și continuă să repete acele modele, ceea ce face ca cristalul să vibreze din când în când. Acest lucru se poate întâmpla deoarece cristalele de timp au mai multe stări cuantice stabile.
Aceasta înseamnă că ele oscilează la frecvențe constante fără a necesita o sursă externă de energie.
Teoretic, ele nu se opresc niciodată din „ticăit”, făcându-le un potențial salt revoluționar pentru stocarea cuantică și cronometrarea. Echipa de la Universitatea Washington a făcut acest pas mai departe prin dezvoltarea unui quasicristal de timp și mai complex.
Spre deosebire de cristalele de timp obișnuite care oscilează într-un model previzibil, cvasicristalele de timp vibrează la mai multe frecvențe simultan, creând o structură mai bogată și mai complicată. Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii au încorporat locurile atomice libere în diamante și le-au stimulat folosind impulsuri laser de microunde.
Spre deosebire de cristalele de timp obișnuite, care oscilează într-un model previzibil, cvasicristalele de timp vibrează la mai multe frecvențe simultan, creând o structură mai bogată și mai complicată. Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii au încorporat locuri atomice libere în diamante și le-au stimulat folosind impulsuri laser de microunde.
Cristalele de timp convenționale sunt previzibile, deoarece modurile în care atomii lor se rearanjează continuă să se repete, astfel încât vibrațiile lor sunt periodice. Timpul dintre fiecare schimbare este exact același, iar vibrațiile au aceeași frecvență. Cvasicristalele de timp, pe de altă parte, „sunt ordonate, dar aparent nu periodice”, după cum a spus echipa de la Universitatea Washington. Asta înseamnă că nu există repetare. Fiecare schimbare în aranjarea atomilor este diferită, făcând cristalul să vibreze la frecvențe diferite.
Aplicațiile potențiale ale cvasicristalelor de timp sunt interesante, în special în calculul cuantic. Una dintre cele mai mari provocări ale sistemelor cuantice este menținerea coerenței, deoarece informația cuantică tinde să se degradeze în timp din cauza interferențelor externe.
Cristalele de timp ar putea oferi memorie cuantică pe termen lung, similar modului în care funcționează memoria de tip RAM în computerele clasice, dar fără aceleași limitări energetice. Oamenii de știință cred, de asemenea, că cvasicristalele de timp ar putea revoluționa cronometrul de precizie, oferind o alternativă la oscilatorii pe bază de cuarț, care își pierd treptat precizia.
Deși această descoperire este încă în fazele sale incipiente, ea confirmă teoriile cuantice fundamentale, deschizând în același timp ușa către noi posibilități în tehnologia de calcul și de detectare.
Dacă cercetătorii pot găsi o modalitate de a controla și scala pe deplin aceste cvasicristale de timp, ele ar putea juca un rol esențial în tehnologiile cuantice de generație următoare.
