За пределами привычных состояний материи
Современная квантовая физика исследует невероятно экзотические формы материи, которые, кажется, бросают вызов фундаментальным законам природы. Помимо хорошо знакомых твёрдых тел, жидкостей и газов, учёные открыли десятки других состояний: сверхтекучие жидкости, конденсаты Бозе-Эйнштейна, нейтронно-дегенеративную материю и другие.
Что такое кристалл времени?
В последние годы особый интерес вызывает создание «кристалла времени» — состояния материи, которое, по сути, представляет собой нарушение симметрии во времени. Если обычные кристаллы (например, алмаз или лёд) характеризуются периодической структурой в пространстве, то кристаллы времени демонстрируют повторяющиеся паттерны во временной области. Это означает, что их атомы могут циклически переходить между состояниями без поглощения энергии извне, находясь в вечном движении.
Нарушение второго закона термодинамики
Такое поведение противоречит второму закону термодинамики, который утверждает, что энтропия (мера беспорядка) в изолированной системе всегда возрастает. Кристалл времени, способный бесконечно колебаться без энергозатрат, словно бросает вызов этому фундаментальному принципу. Идея была впервые предложена нобелевским лауреатом Франком Вильчеком в 2012 году и вызвала скептицизм, но экспериментальные подтверждения постепенно накапливаются.
Роль квантовых компьютеров в исследованиях
Прорыв в этой области связан с использованием квантовых компьютеров, таких как разработка Google. В отличие от классических компьютеров, квантовые системы позволяют напрямую манипулировать частицами, моделируя сложные квантовые процессы. Это даёт учёным возможность создавать и изучать кристаллы времени с беспрецедентной стабильностью и размерами. Как отмечает исследователь Габриэль Пердью из Фермилаба, такая платформа открывает новые горизонты для моделирования квантовых систем.
Практическое значение и будущее
Хотя кристаллы времени вряд ли станут основой для машины времени, они могут сыграть ключевую роль в развитии квантовых технологий. Например, их свойства могут быть использованы для создания стабильной квантовой памяти — аналога кремниевых чипов в традиционных компьютерах. Кроме того, успешное моделирование кристаллов времени демонстрирует мощь квантовых компьютеров как инструмента для фундаментальных научных открытий.
Обратите внимание: Почему смартфон быстро разряжается, что делать.
----------------------------------------------------------
Автор Rahul Rao
Оригинал статьи Popular Science
----------------------------------------------------------
Более подробно об исследования в статье в разделе Бесконечные изменения без затрат энергии: Кристалл времени, наконец-то ставший реальностью
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: Что же это за кристалл времени, и почему физики так им одержимы?.