იდეიდან ორი წლის შემდეგ, მეცნიერები კრისტალიზებენ დროს, ხსნიან ახალ სივრცეს
„ნაშრომი ეხება მატერიის ბუნების შესახებ ყველაზე ფუნდამენტურ კითხვებს“.
პროფესორი შივაჯი სონდი ჰარვარდის უნივერსიტეტსა და მერილენდის უნივერსიტეტში დაფუძნებულმა მკვლევართა ორმა ჯგუფმა 9 მარტს Nature-ში შეატყობინა, რომ შექმნეს „დროის კრისტალები“: რაღაც, როგორც ჩანს, პირდაპირ სამეცნიერო ფანტასტიკიდან, რომელშიც წარმოდგენილია სტრუქტურები, რომლებშიც ატომები და მოლეკულები განლაგებულია სივრცესა და დროს. .
დროის კრისტალების არსებობის თეორიული საფუძველი 2015 წელს დაადგინეს პროფესორმა შივაჯი სონდიმ, პრინსტონის თეორიული ფიზიკოსმა, მისმა მაშინდელმა კურსდამთავრებულმა ვედიკა ხემანმა (რომელიც ასევე იყო ჰარვარდის გუნდის ნაწილი, რომელიც გამოქვეყნდა Nature-ში) და აჩილეას ლაზარიდესმა და როდერიკ მოესნერმა. მაქს პლანკის ინსტიტუტის დრეზდენში, გერმანია.
ელექტრონული ფოსტით მიცემულ ინტერვიუში, პროფესორმა შივაჯი სონდიმ განუმარტა ანურადჰა მასკარენს კრისტალების კლასის აგების მნიშვნელობა, რომელთა შექმნა ოდესღაც შეუძლებელი იყო.
რა არის დროის კრისტალები? რატომ არის მნიშვნელოვანი, რომ ისინი შეიქმნა?
დროის კრისტალები არის სისტემები, სადაც სივრცის როლი ჩვეულებრივ კრისტალებში დროთაა ჩანაცვლებული. ჩვეულებრივ კრისტალებში ატომების ძალიან დიდი რაოდენობა - პრინციპში უსასრულო რიცხვი - აჩვენებს პერიოდულობას სივრცეში; დროის კრისტალებში ისინი აჩვენებენ პერიოდულობას დროში. მათი მნიშვნელობა მდგომარეობს სივრცის დროით ჩანაცვლებაში - რაც ახალია, ნობელისტის ფრენკ ვილჩეკის იდეის რეალიზება. დროის კრისტალების კონცეფცია წარმოიშვა ვილჩეკთან მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიურ ინსტიტუტში 1975 წელს. ჩვეულებრივ კრისტალში, როგორიცაა სუფრის მარილი, ატომები განმეორებადი ნიმუშით არის განლაგებული. მეზობელ ატომებს შორის ურთიერთქმედება ინარჩუნებს კრისტალს ხისტად და ხელს უშლის მას არაფრად დაშლას ოდნავი შერყევისას. არ უნდა არსებობდეს კრისტალებიც, რომლებიც დროულად არღვევენ მთარგმნელობით სიმეტრიას? ატომები მოძრაობენ დროში, მაგრამ თხევადი ან უწყვეტი მოძრაობის ნაცვლად, ისინი პერიოდულად მოძრაობენ. ეს იყო იდეა, რომელმაც გამოიწვია დებატები, შეიძლებოდა თუ არა ასეთი კრისტალები.
ჩვეულებრივი კრისტალები დროის კრისტალების წინააღმდეგ: პრინსტონის მკვლევარებმა წარმოადგინეს თეორიული გაგება, რამაც გამოიწვია დროის კრისტალების შექმნა, რომლებიც მოხსენებულია ბუნებაში მკვლევართა ორი ჯგუფის მიერ. სურათი: ემილი ედვარდსი, მერილენდის უნივერსიტეტი პრინსტონის უნივერსიტეტის საინფორმაციო გამოშვებით. როგორ ცვლის ახალი აღმოჩენა მატერიაზე აზროვნების გზებს?
ნაშრომი განიხილავს ზოგიერთ ყველაზე ფუნდამენტურ კითხვას მატერიის ბუნების შესახებ. ჩვეულებრივ, ადამიანი ფიქრობს წონასწორობაში მყოფ მატერიაზე - როგორ წყდება იგი ხელუხლებლად. ისინი, რომლებიც შექმნილია, გულისხმობს მუდმივ ურთიერთქმედებას გარე სამყაროსთან და მიუხედავად ამისა, ჩვენ ვხვდებით, რომ მათ შეუძლიათ გამოავლინონ ძალიან გამორჩეული ქცევა, რომელიც მათემატიკურად ზუსტია. ეს ახალია კვანტური სისტემისთვის.
როგორ შეიქმნა დროის კრისტალები? რა ხდება ამ აღმოჩენის შემდეგ?
ჩვენმა ნაშრომმა აღმოაჩინა დროის კრისტალების ფუნქციონირების ძირითადი ფიზიკა. აღმოჩენა ეფუძნება განვითარებათა ერთობლიობას, რომელიც ეფუძნება საკითხს, თუ როგორ გვესმის რთული სისტემები წონასწორობაში და მის გარეთ - რაც ცენტრალურად მნიშვნელოვანია იმისთვის, თუ როგორ ხსნიან ფიზიკოსები ყოველდღიური სამყაროს ბუნებას. ორივე ექსპერიმენტი ეფუძნება უამრავ სამუშაოს გასული ათწლეულის განმავლობაში და უფრო მეტად მცირე კვანტური სისტემების კონტროლზე. ასე რომ, სანამ მათ ეს მარტივად გამოიყურებოდა, მის უკან ბევრი სამუშაო იყო. ორივე ნაშრომს 26 ავტორი ჰყავს! ამ თეორიული კვლევების შედეგად, ექსპერიმენტატორების ორმა ჯგუფმა დაიწყო ლაბორატორიაში დროის კრისტალების აგების მცდელობა. ჰარვარდში დაფუძნებულმა გუნდმა გამოიყენა ექსპერიმენტული წყობა, რომელიც მოიცავდა ხელოვნური გისოსების შექმნას სინთეზურ ბრილიანტში. მერილენდის უნივერსიტეტში განსხვავებულმა მიდგომამ გამოიყენა დამუხტული ნაწილაკების ჯაჭვი, რომელსაც იტერბიუმის იონები ჰქვია.
ვფიქრობ, ჩვენ ვიხილავთ მატერიის უფრო ახალ ფაზებს, რომლებიც წარმოიქმნება ამ ტიპის ექსპერიმენტული სამუშაოებით. ისინი არ იქნებიან ყველა დროის კრისტალები, მაგრამ იზიარებენ იმ თვისებას, რომ ისინი არ არსებობენ, თუ მატერია მარტო დარჩება. მათ ასევე შესაძლოა დაეხმარონ ინფორმაციის დაცვას ფუტურისტულ მოწყობილობებში, რომლებიც ცნობილია როგორც კვანტური კომპიუტერები.
(რედაქტირებულია ნაწყვეტები ინტერვიუდან)
ᲒᲐᲣᲖᲘᲐᲠᲔᲗ ᲗᲥᲕᲔᲜᲡ ᲛᲔᲒᲝᲑᲠᲔᲑᲡ:
