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让我们首先回顾一下时间晶体概念的发展
编辑日期:2021-06-19 11:33  编辑:佚名  阅读次数: 次  [ 关 闭 ]

创建时间水晶

目前,这个概念已被学术界证实!去年八月,姚女 加利福尼亚大学的物理学家 伯克利 他的合作者详细报告了如何制作和表征这种奇怪的水晶。阅读有关arxiv的论文后, 实验科学家也开始进行实验研究。研究结果发表在《物理评论快报》(physical review letters,prl),姚认为,他们的文章是“理论思维与实验验证之间的桥梁。数十年来,我们一直在研究处于“平衡状态”的问题,e。

事实上,最近几年没有提出时间晶体的概念。

但,预测时间晶体的存在是一回事,造成时间沉淀是另一回事,这也是新研究的起点。为了实现这个目标,研究人员用两束激光交替照射它。“但这是时间晶体的基本特征。但是wilcheck相信,此一般假设不适用于时间晶体。”

在论文发表之前,我们应该对这两项研究持怀疑态度。更奇怪的是,他们处于持续振荡的状态,但是没有能量。但,两个独立的团队使用相同的方法在完全不同的系统中创建自己的时间晶体,这个结果确实令人兴奋。普通晶体的原子结构在空间中反复排列,e。然而,科学家认为,在宇宙的不平衡状态下仍然应该存在一些奇怪的问题,时间水晶就是其中之一。 因此,您将观察到系统以大于t的周期振荡。”

印第安纳大学的philip richerme没有参加该项目的研究。他们都于去年年底在arxiv上发布了结果,并已向同行评审期刊提交论文,这两篇论文的作者都列出了姚明的名字

“如果你轻轻摇动果冻,但是发现它以不同的频率抖动,这不是很奇怪吗?姚明说。但是此练习的区别在于它不消耗任何能量。”

将对齐的离子转换为时间晶体的关键是使这些离子保持非平衡状态。他认为:“在两个完全不同的系统中获得时间晶体的事实表明时间晶体是一种全新的物质状态。)

第一种非平衡物质的发现将帮助我们更深入地了解周围的世界,并帮助我们了解新兴的科学技术,如量子计算。”

什么是时间水晶?

在不同的磁场和不同的激光脉冲下,晶体的状态会改变,就像融化冰一样。 石英晶体。让我们首先回顾一下时间晶体概念的发展。并使电子自旋相纠缠。这不仅是一个有限的系统,或特定的系统。这项工作的主要研究员,加利福尼亚大学的姚伯克利认为:“时间晶体带给我们的惊喜不仅在于它证明了一种新的物质状态的存在。

通常,当物质处于基态时 这是系统的零点能量,理论上不可能,因为运动需要能量。

马里兰大学的时间晶体是通过连续排列十个离子制成的。因为所有原子的旋转都是纠缠的 这些原子最终进入稳定状态, 重复旋转以将模型翻转为晶体。

“时间晶体”是frank wilczek在2012年首次提出的概念。在20世纪下半叶,我们一直在研究平衡物质,如金属绝缘子 我们才刚刚开始探索非平衡物质的新领域。与此同时, 这也为一些新的研究领域开辟了道路。

这个发现听起来很抽象,但这预示着物理学的全新领域。但是爱因斯坦的相对论告诉我们,除了三维空间之外,世界是三维的,还有第四维度,那是时间。研究人员利用钻石中密集的氮空位中心来制造时间晶体,获得与马里兰大学相同的结果。当观察原子的排列时,研究人员注意到一些特殊现象:周期性地照射原子的两个激光束使原子系统周期性地重复,这个周期是激光照射周期的两倍,在正常系统中未观察到此现象。

以上过程不足为奇,但是为了创造时间结晶,系统必须打破时间对称性。g, 钻石中的碳晶格。在不同系统中观察到时间晶体的事实证实,对称性破坏基本上可以发生在所有自然场中。来自马里兰大学和哈佛大学的两个独立团队根据姚的实验方法创建了自己的时间晶体。g, 金属和绝缘体之间的平衡。激光束用于产生磁场,另一种激光用于快速翻转某些原子自旋的方向。

图片来源:aps / alan stonebrake / phil richem

哈佛大学的时间晶体是不同的。这意味着他们发现这种新形式的物质等同于固相, 液相和气相。在预印本网站arxiv上发布论文,最近发表在权威物理学杂志《 physical review letters》(《物理评论快报》)上。 诺贝尔物理学奖和理论物理学家奖。

图片来源:克里斯·门罗(chris monroe), 马里兰大学

。更重要的是, 它说明了非平衡物质的存在。当系统接受周期为t的周期性驱动时,系统将产生一种“同步”。两组独立科学家说,他们根据此蓝图在实验室中制作了时间晶体,确认此新状态的存在。

姚和他的团队详细描述了如何创建和测量时间晶体的特征。因此,威尔查克在想,会有重复的晶体吗?他计算出这种晶体不仅存在,它具有一个特殊的特性:它将在基态下保持振荡。它不能保持静止,这使其成为具有全新状态的不平衡物质。我们以前很少研究这些物质,但是现在我们知道这些物质是真实的。图片来源:pinterest

时间晶体的存在不再只是猜测。时间晶体就像在自然基态条件下连续振荡的“果冻”一样。

2012年诺贝尔物理学奖和理论物理学家frank wilczek首次预测了时间晶体的存在。

图片来源:姚诺, 加州大学伯克利分校

时间晶体就像果冻,你轻轻一碰它会一直颤抖。它是什么?如果一般晶体的核心特征是空间中的周期性重复特征,时间晶体中不仅存在空间重复,并有时间重复。他们甚至预测了时间晶体的多个阶段的特征。

(本文摘自《科学美国人》全球科学中文版,如果你有任何问题, 请联系我们。

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