Chris Monroe töötas sarnase disainiga ioonilõksuga (allikas: Hartmut Häffner)

2012. aastal pakkus Nobeli füüsikapreemia laureaat Frank Wilczek välja ebatavalise idee. Ta soovitas (ja püüdis tõestada) "ajakristallide" olemasolu võimalikkust. Sellised struktuurid saavad füüsiku sõnul liikumiseks energiat aja sümmeetria veast. Viga on Vilceki sõnul igiliikumise erivorm.

Kristallid ise on väga ebatavalised struktuurid. Näiteks kristalle (neid, mille kristallvõre ei ole kõige suurema kuupmeetri sümmeetriaga) iseloomustab anisotroopsuse omadus. Kristallide anisotroopsus on nende füüsikaliste omaduste (elastsed, mehaanilised, termilised, elektrilised, magnetilised, optilised jt) heterogeensus erinevates suundades.

Kaasaegseid füüsikuid ei huvita mitte ainult kristallide anisotroopia, vaid ka nende sümmeetria. Mis puutub sümmeetriasse, siis see ei avaldu mitte ainult nende struktuuris ja omadustes reaalses kolmemõõtmelises ruumis, vaid ka elektronide energiaspektri kirjeldamises kristallis, analüüsides röntgendifraktsiooni, neutronite difraktsiooni ja elektronide difraktsiooni protsesse kristallides. pöördruumi kasutamine jne. Mis puudutab "ajakristalle", siis teadlased on väitnud, et kristallid on ajas sümmeetrilised.

Vilczek rääkis sellest võimalikust nähtusest juba 2010. aastal: „Mõtlesin kogu aeg kristallide klassifikatsioonile ja siis mõtlesin, et me võiksime mõelda aegruumi sellest vaatenurgast. See tähendab, et kui mõelda kristallidele ruumis, siis oleks loogiline kujutada kristallstruktuure ajas. Kristallides on aatomitel võres stabiilne positsioon. Ja kuna stabiilsed objektid jäävad aja jooksul samaks, on võimalus, et aatomid võivad aja jooksul moodustada pidevalt korduva võre. Nad naasevad pärast diskreetset intervalli oma algasendisse, rikkudes aja sümmeetriat. Kui kristall ei tarbi ega tooda energiat, siis on sellised ajutised kristallid stabiilsed, olles "alusseisundis". Samal ajal toimuvad kristalli struktuuris tsüklilised muutused, mida füüsika seisukohalt võib pidada igiliikumiseks.

Paljud füüsikud kahtlesid ajakristallide olemasolu võimalikkuse hüpoteesi paikapidavuse suhtes. Kuid need teadlased, kes sellega nõustusid, hakkasid otsima võimalusi Vilczeki oletuse paikapidavuse kontrollimiseks. Ja nad leidsid selle.

Chris Monroe Marylandi ülikoolist College Parkis suutis esimest korda oma laboris luua ajakristalli. Tema idee oli luua rõngasse paigutatud ioonide rühma kujul kvantsüsteem. Kui rõngas jahtub, nagu Monroe (ja teised teadlased enne teda) väitsid, langeb kogu süsteemi energiaseisund miinimumtasemele. Teisisõnu, sellistel tingimustel siseneb süsteem "põhioleku" faasi. Kui aja sümmeetria on rikutud, peaks rõngas aja jooksul muutuma. Teisisõnu, pöörake. Loomulikult on selle liikumise energiat võimatu eraldada, kuna see on vastuolus energia jäävuse seadusega.

See kõik on teooria. Praktikas on selle idee elluviimine keerulisem. Berkeley teadlased teatasid mitu aastat tagasi kavatsusest luua ioonide ring ja testida ajakristallide hüpoteesi paikapidavust. Nad kavatsesid väikesesse kambrisse süstida sadu kaltsiumiioone. See kamber peab olema ümbritsetud elektroodidega ja vool tuleb sisse lülitada. Tekkiv elektriväli võimaldab ioonid juhtida ligikaudu 100 mikroni paksusesse kambrisse. Pärast seda on vaja välja tasandamiseks osakesi “kalibreerida”. Ioonid, tõrjudes üksteist, moodustaksid kristalse rõnga, mis jaotub ühtlaselt piki kambri välisserva.

Eeldatakse, et sellises lõksus olevad ioonid on ergastatud olekus, kuid laseri abil väheneb nende kineetiline energia järk-järgult. Kava kohaselt tuleb süsteemi temperatuur viia 1 miljardikraadini üle nulli. Pärast süsteemi jõudmist põhiolekusse plaanisid teadlased staatilise magnetvälja sisse lülitada. See väli, kui ajakristallide hüpotees on õige, oleks pidanud põhjustama ioonide pöörlemise. Pärast seda, kui ioonid on teatud aja jooksul oma alguspunkti naasnud, registreerisid teadlased ajalise sümmeetria rikkumise.

Monroe järgis sarnast teed, ainult et rõnga loomiseks kasutas ta kaaliumiioonide asemel ytterbiumi ioone. Idee elluviimise raskus seisneb selles, et ei ole võimalik ennustada osakese olemasolu kindlal ajal kindlas kohas. Tõsi, tänu Andersoni lokaliseerimisele on sellest reeglist erand, mida saab kasutada. Andersoni lokalisatsioon on nähtus, mis ilmneb lainete levimisel ruumilise ebahomogeensusega keskkonnas ja seisneb selles, et mitmekordse hajumise tõttu ebahomogeensustel ja hajuslainete interferentsi tõttu muutub liikuvate lainete levimine võimatuks; võnkumised omandavad seisva laine iseloomu, mis on kontsentreeritud (lokaliseeritud) piiratud ruumipiirkonnas.

Suhteliselt hiljuti on füüsikud uurinud kvantosakeste rühmi, mis interakteeruvad üksteisega nii, et see interaktsioon sunnib neid lokaliseerima. Monroe suutis selle uurimistöö tulemusi kasutada ytterbiumi ioonide sundimiseks kindlatel aegadel kindlatesse positsioonidesse. Selle tulemusena tekkis ajakristall ja Monroe meeskond tõestas seega aja sümmeetria murdmise võimalust. Ajutise kristalli omadusi uurides selgus, et ioonide ergastussageduse oluline muutus põhjustab kristalli “sulamise”. Teadlaste sõnul avab ajutise kristalli loomine kvantarvutuseks tohutud võimalused. Näiteks saab ajutiste kristallide põhjal luua usaldusväärse kvantmälu.

Tõsi, Monroe ja kolleegide töö nõuab veel kontrollimist. Teised füüsikute meeskonnad kavatsevad katset korrates katsetada ajakristalliefekti olemust. Kui see õnnestub, muutub Frank Wilczeki hüpotees teooriaks ja kvantfüüsika saab stiimuli edasiseks arenguks.

"Kristall ajas" on ebatavaline füüsikaline kontseptsioon, mis teoreetiliselt pakuti välja mitu aastat tagasi füüsikaseaduste aja muutumatuse spontaanse rikkumise illustratsiooniks. Tuntud sõnadega on see süsteem, milles madalaima energiaga olekus ja ilma välise mõjuta tekiks spontaanselt sisemine liikumine. Kiiresti sai aga selgeks, et selline süsteem on võimatu – vähemalt esialgses sõnastuses. Kuid üsna hiljuti ennustasid füüsikud, et kui võtta pideva ajavoolu asemel selle diskreetne analoog, siis selline “kristalliseerimine” ei ole enam millegagi vastuolus. Teisel päeval ajakirjas Loodus Avaldati kaks artiklit erinevatelt katsetajate rühmadelt, mis kajastasid selliste "kristallide diskreetse aja jooksul" edukat rakendamist.

Terminoloogiline eessõna

Tundub, et seda lugu on vaja alustada terminoloogilise selgitusega. See teema on juba viimasel ajal uudistevoogudest läbi käinud, kui siin kirjeldatud artiklid just elektrooniliste eeltrükkide arhiivis ilmusid. Nad rääkisid autorite kutsutud süsteemist diskreetse aja kristall. Kõik märkmed on termini tõlgitud aja kristall“ajakristallina” või, veelgi salapärasemalt, “ajakristallina”. Sõna diskreetne peaaegu kõikjal jäeti see välja ja kui ilmus, siis kombinatsioonis “diskreetne aja kristall”, mis samuti ei selgitanud olukorda liiga palju - kristall on juba diskreetne! Lõpuks, kui ajakirjas avaldati eksperimentaalsed artiklid Loodus, selle kaanel oli sama salapärane kunstiline illustratsioon (joonis 1). Kõik see tekitas kauneid ja salapäraseid kujundeid, mis kahjuks olid kaugel sellest, mida autorid tegelikult pealkirja panid.

Selles märkuses püüdsime valida tõlke, mis on lähedasem algsele tähendusele. Muidugi ei kristalliseeru aeg, vaid teatud osakeste süsteem ja seda kristalliseerumist saab märgata süsteemi liikumist ajas uurides. Siit ka mõiste “kristall ajas”, erinevalt tavalisest “kristall ruumis”. Siin on sõna diskreetne tuleks omistada Õigel ajal ja mitte kristallile. Sellist “kristalliseerumist” võib märgata perioodilise liikumisega mitte praeguses ajas, vaid selle diskreetses analoogis, välise perioodilise mõju “loendustes”. Seetõttu nimetame sellist süsteemi "diskreetse aja kristalliks".

Kuid me mõistame, et seni tundub see kõik täiesti arusaamatu, nii et asume asja juurde.

"Kristallisatsioon ajas"

Teoreetiline füüsik ja Nobeli preemia laureaat Frank Wilczek on kuulus oma panuse ja uuenduslike ideede poolest teoreetilise füüsika erinevates valdkondades. Seetõttu, kui ta 2012. aastal pakkus paaris lühikeses artiklis (esimene, teine) välja vastuolulise, kuid väga huvitava idee "kristallid ajas", pööras teadusringkond sellele suurt tähelepanu.

Selle ettepaneku lähtepunktiks on spontaanse sümmeetria katkemise nähtus, mis esineb väga erinevates füüsikavaldkondades, alates tavalisest termodünaamikast kuni elementaarosakeste maailmani. Sõna spontaanne tähendab, et kuigi füüsikalistel seadustel endil on teatav sümmeetria, eelistab neile alluv aine siiski koonduda seda sümmeetriat rikkuvasse konfiguratsiooni. Keegi ei "sunni" süsteemi sümmeetriat rikkuma, ta teeb seda ise, spontaanselt.

Selle efekti kõige ilmekam näide on võib-olla kristalsete kehade olemasolu. Kui kujutada hetkeks ette hüpoteetilist olukorda, kus aatomid omavahel üldse ei interakteeru, siis oleks iga aine ideaalne gaas, ruumis täiesti homogeenne. See ruumiline homogeensus on ilming sellest, et aatomite liikumist reguleerivad seadused on sümmeetrilised: need ei muutu ruumis suvalise nihkega üheski suunas. Aatomitevaheline interaktsioon aga eksisteerib ja kui see on piisavalt tugev, paneb see aine organiseerima perioodiliseks ruumistruktuuriks – kristalliks. Kristall on sümmeetriline nihke suhtes mitte ühelgi kaugusel, vaid ainult väga kindlatel sammudel kindlates suundades. Võib öelda, et esialgne nihkesümmeetria on spontaanselt purunenud ja selle purunemise eest vastutab aatomite vaheline interaktsioon.

Wilczek mõtles: kas on võimalik leida süsteem, mis demonstreeriks spontaanne sümmeetria katkemine aja nihke suhtes, ja mitte kosmoses? Selline süsteem käituks äärmiselt ebatavaliselt. Kui me räägime näiteks paljude osakeste süsteemist, reaalsest ainetükist, siis termilise tasakaalu seisundis, ilma väliste mõjudeta, selles tekiks spontaanselt perioodiline liikumine. See oleks omamoodi “spontaanselt tiksuv kell”, mille kulgu ei määra ükski väline metronoom. Visuaalne sarnasus ruumilise perioodilisusega tavalises kristallis, spontaanne perioodilisus, omamoodi “kristallisatsioon” ajas, andis ideele nii tabava nimetuse.

Rõhutagem kohe kahte olulist punkti. See peab olema liikumine termodünaamilises tasakaalus, mitte häiritud olekus ja seetõttu ei ole sellest enam võimalik liikumist peatades energiat ammutada. Lisaks peab liikumine olema tuvastatav. Oletame, et mitmeelektroniline aatom siia ei sobi: kuigi aatomi põhiolekus olevad elektronid võivad tuuma ümber pöörelda, ei too see kaasa mingit jälgitavat elektrontiheduse voolu.

Wilczek ise tunnistas, et selline hüpoteetiline süsteem näis ebaloomulik, kuid lootis, et interaktsiooniseadust spetsiaalselt valides on võimalik seda luua. Siiski sai kiiresti selgeks, et see radikaalne ettepanek ei ole teostatav. Kohe hakkasid ilmnema vastuväited ja 2015. aastal tõestati lõpuks, et termodünaamilises tasakaaluseisundis ei saa tekkida spontaanset perioodilist liikumist.

"Kristall diskreetses ajas"

Näib, et saame sellele lõpu teha. Kuid siin ilmnes teoreetikute uudishimulik meel: ajas muutumatuse spontaanse rikkumise idee oli nii atraktiivne, et teoreetikud hakkasid proovima leida vähemalt midagi sarnast, nõrgendades pisut esialgseid nõudeid.

Ühte sellist eelmisel aastal pakutud varianti kutsuti välja diskreetse aja kristall, “diskreetne ajakristall” (vt N. Y. Yao jt artiklit, 2017. Discrete Time Crystals: Rigidity, Criticality, and Realizations ja varasemat D. V. Else jt artiklit, 2016. Floquet Time Crystals). See viitab olukorrale, kus paljude interakteeruvate osakeste süsteem ei ole täielikus isolatsioonis, vaid kogeb rangelt perioodilisi šokke, perioodiga välist mõju t. Kui süsteemis on häireallikas, siis välised šokid ei kõiguta lõputult võnkumisi ega soojenda süsteemi, vaid viivad selle lihtsalt uude, erilisse olekusse – see on justkui tasakaal, kuid ainult tingimustel. perioodiline välismõju. (See väide iseenesest on samuti väga värske tulemus, mis pani aluse "kristallidele diskreetses ajas".)

Sellises uues tasakaaluseisundis võib muidugi olla juba mingisugune liikumine koos perioodiga t- ju süsteemi perioodiliselt lükatakse! Esialgne sümmeetria w.r.t. meelevaldne ajalisi nihkeid enam ei toimu, kuid liikumisseadused jäävad muutumatuks “diskreetse aja” ehk aja nihkete suhtes. t. Ja nüüd saate praeguse ajaga süsteemi sujuva arengu asemel uurida, kuidas see käitub diskreetses ajas, läbi mitme aja "hüppe" koguse võrra. t.

Kas sellisel “diskreetsel ajal” on võimalik kristallisatsiooni ajas korraldada? See tähendaks, et süsteemis algab spontaanselt pika perioodiline liikumine perioodiga T, mis ei ole võrdne, kuid mitu korda suurem t. Kuna rangelt tasakaalusituatsiooni enam ei ole, siis õigel ajal tõelistele kristallidele avastatud keeld siin enam ei kehti. Eelmise aasta teoreetilise artikli autorid jõudsid järeldusele, et sellised “diskreetse aja kristallid” tõesti ei lähe vastuollu füüsikaseadustega ning pakkusid välja ja analüüsisid isegi konkreetset lähenemist nende rakendamisele.

Teeme siinkohal väikese kõrvalepõike ja mõtleme välja, mis on selles idees oluline ja mis mitte. Tegelikult on üldtuntud näiteid, kui vastusena perioodilisele mõjule ei liigu süsteem täpselt sama perioodiga, vaid selle kordsega. Pidage meeles näiteks seda, kuidas te kiigud kiigel seistes: kükitate ja tõusete püsti kahekordse kiigusagedusega. Teisisõnu, toimite kiigele, muutes perioodiliselt inertsimomenti (ja seeläbi tekitate parameetrilise resonantsi) ja võnkumine süsteemis suureneb kaks korda suuremaga periood.

Selle ja teiste sarnaste näidete eripäraks on tulemuse “jäikuse” puudumine. Jah, on vastus punktiga T > t, aga suhtumine T/t- pole fikseeritud, see on tempermalmist. Saame kokkupuute sagedust muuta ja seda näha T/t muutub. Näiteks kui muudate samal hool küki tempot ideaalväärtuse suhtes veidi, siis võnkumiste asemel jälgitakse lööke - võngete amplituud kas järk-järgult suureneb või väheneb - ja see on kahe lähedase, kuid erineva sagedusega võnke superpositsiooni märk.

Päris kristallis ei tohiks diskreetses ajas lööke esineda. Suhtumine T/t peab jääma muutumatuks ka süsteemi kergete moonutuste korral, mõjutava jõu sageduse teadliku nihkega võrreldes ideaalväärtusega. Piltlikult öeldes peab kristallil olema ajas mingi “jäikus” – aga see pole ruumiline jäikus, vaid ajutine.

Lisaks peab selle jäikuse tagama üksikute osakeste koosmõju. See peaks ilmnema, kui interaktsioon muutub tugevamaks kui teatud lävi, ja kaduma, kui korrastamata müra ületab selle järjestamise kalduvuse. Teisisõnu peaks süsteem demonstreerima faasisiirdeid: "tahkema diskreetse aja jooksul", kui interaktsioon suureneb, ja "sulama", kui müra suureneb.

Kaks eksperimentaalset tööd

Kaks viimases numbris avaldatud eksperimentaalset tööd Loodus, pakuvad kahte erinevat "diskreetse aja kristalli" teostust (joonis 2). Need erinevad algse materjalikandja ja katse peensuste poolest, kuid sisuliselt on nad väga sarnased. Ühel juhul oli see 10 üksikut ütterbiumiiooni, mis olid lõksus ja suspendeeritud ruumis üksteisest kolme mikroni kaugusel. Kuna ioonid on üksteisest eraldatud, saavad füüsikud laserimpulsse kas kõigiga korraga või iga iooni juures eraldi. Teises artiklis olid need lämmastikuaatomid, mis viidi lisandina teemantkristalli. Seal oli ühe mikronisuuruse kristalli kohta umbes miljon sellist lisandiaatomit ja kõik need puutusid samaaegselt kokku mikrolainekiirguse impulssidega.

Pange tähele olulist punkti. Mõlemal juhul ei viita "kristallisatsioon" mitte aatomite endi materjali liikumisele, vaid nende orientatsioonile. keerleb. Aatomid ei liikunud kuhugi: neid hoiti kas lõksudes või kindlalt kristalli sees. Kuid nende seljad olid üsna liikuvad; Just neid mõjutasid füüsikud ja just nemad moodustasid aja jooksul kristallilise korra. Seetõttu ei tohiks neid saavutusi visualiseerida kui mingit uut ainet, mis muutub perioodiliselt füüsiliselt käegakatsutavaks kristalliks, nagu joonisel fig. 1; siin oli kõik palju proosalisem.

Spinni kontrolliti laservalguse või mikrolainekiirguse lühikeste impulsside tsükliliste efektide abil. Igas tsüklis oli löögiimpulss, mis pööras sünkroonselt kõik spinnid rangelt määratletud nurga alla. See on täpselt mõõdetud löök süsteemile. Sellele järgnes spetsiaalne impulss, mis ajutiselt “lülitas sisse” aatomite paarilise vastasmõju, mis sõltus spinnide vastastikusest orientatsioonist ja nende kaugusest üksteisest. Selle interaktsiooni intensiivsust saab reguleerida laiades piirides. Lõpuks kasutati ioonide ahela puhul ka kolmandat impulssi, et jõuliselt tekitada häire - ja siin oli palju abi, et iga iooni sai iseseisvalt mõjutada. Kui tegemist on kristallis leiduvate lisanditega, siis seda ei nõutud, seal on häire juba olemas kaootilise paigutuse kujul kristallis. See impulsside kombinatsioon – löök, interaktsioon, häire – kestab ühe tsükli t. Kogu protseduuri korratakse ikka ja jälle, kuni sadu kordi. Mõjude lõppedes mõõdavad füüsikud tekkinud spinnide olekut – kas üksikult, nagu ioonide ahela puhul, või tervikuna kogu kristallis.

Sellistes tingimustes esinev nähtus on skemaatiliselt näidatud joonisel fig. 3. Esimene säritsükkel pöörab peaaegu täpselt spinnid ülemisest asendist alumisse asendisse ja teine ​​särituse tsükkel tagastab seljad peaaegu algsesse olekusse. Koos saame perioodilise liikumise kahekordse perioodiga. Kaootiline mõju kipub seda korda rikkuma, kuid vastastikmõju tõttu klammerduvad seljad üksteise külge ja püüavad jääda kaasjuhitavaks. Ja mis kõige tähtsam: isegi kui löögiimpulss osutus näiteks ebapiisavalt kalibreeritud, ei pööranud see täielikult selga, kompenseerivad aatomid oma ühise pingutusega selle ebatäpsuse ja säilitavad siiski range kahe perioodi. tsükkel. Vastamisperioodiks on fikseeritud 2 t, isegi kui löögiimpulss üritab aatomitele teistsugust perioodi "kehtestada". See on kristalli kurikuulus jäikus, võime seista vastu kõrvalekaldumisele.

Need on ostetud lummavast eepilisest varustusest, mille iLvl on 650 ja rohkem.
Praegu pole teada, kas neid on võimalik saada ka 5 Azurite killu kombineerimisel, kuid see on üsna tõenäoline.

Kommentaar kasutajalt Eido

Üks neist kolm aastal tutvustatud lummavate reaktiivide peamised tüübid Draenori sõjapealikud:
Omandatud peamiselt lummava loitsu kaudu: Disenchant .

1. Aja kristall - OLETE SELLEL LEHEL

• Ajakristall näib olevat WoD versioon muudest "kristallidest" varasemates laiendustes ja on kolmest materjalist kõige raskem hankida.
  Kõige sagedamini saadakse seda lummamise korral Eepiline kvaliteet, Ilvl 640 ja rohkem varustus ja relvad alates WoD (võib-olla välja arvatud juhusliku versiooniuuenduse üksused1 ).
  MÄRGE: Isegi mitte-lummujatega ei saa eepilise kvaliteediga esemed. Saate punase veateksti "Cannot Disenchant".
  Näib, et SAATE eepilise kvaliteediga esemeid petta, isegi kui olete mitte võlur.
• Mitte-lummujad ja Võlujad Samamoodi saavad selle eseme meisterdada töökäskude kaudu lummava paviljoni 1. tasemel. .
  1. Töökäsud annavad hulga purustatud ajakristalli, mida saab hiljem kombineerida täisajakristalli moodustamiseks.
     Võttes a järgija(Nõuab lummava paviljoni 2. taset) selles hoones võib töötellimuste tootlus olla suurem.
     Protsentuaalne võimalus saada rohkem suureneb jälgija tasemega. ()
• Lisaks Võlujad saab luua neid kristalle kahel viisil:
  1. Lummav 600 LVL: kasutades Glowing Shardi koos Fractured Temporal Crystal retseptiga (selle kohta Wowheadi tööriistavihje on veidi kummaline), et luua fraktuurne ajakristall (antud summa suureneb Enchanting lvl abil), mida saab hiljem kombineerida täisajakristalli moodustamiseks. Seal on jahtumist pole selle valiku jaoks.
  2. Lummav LVL 700: (asendab eelmise valiku) kasutades Glowing Shardi koos Time Crystal retseptiga täisajakristalli loomiseks KORD PÄEVAS.

• Eelmine andmekaevandatud üksus , pole enam mängijatele saadaval.
• Rüüstabeli järgi paistab Haruldane ja Aeg-ajalt WoD kvaliteetsed esemed võivad nüüd anda ka ajakristalli
• 1 Tänu Exeilale selle teabe eest.
• Redigeerimine 21.01.15: Kohandatud teave, et kajastada lootmistabelit, tundub, et haruldased esemed ei anna enam ajakristalli ja nõutav ilvl on suurenenud.
• Redigeerimine 05.07.15: Näib, et SAATE eepilise kvaliteediga esemeid petta, isegi kui olete mitte võlur.

Kommentaar kasutajalt jiajia

Huvitav, millise ilvl varustuse ma selle Sha kristalli asemel ostan, tundub, et 608 eseme pettumus annab teile need ja alla 590-aastased annavad teile Sha. 598 anna sha kristalle ka.

Kommentaar kasutajalt Hüpermees

Need on loodud eepiliste 600 lvl või kõrgemate esemete abil. Lihtsaim viis teada saada, kas saate ajalise või sha kristalli, on see, kas esemetel on kirjas Disenchantable (575) või lihtsalt disenchantable. Kõik, millel on (575), annab sha kristalli.

Kommentaar kasutajalt Kelthuza

kiire küsimus..

kuidas saada retsept 3 laadimisega? ja kas see on sama ka teiste elukutsete puhul?

Kommentaar kasutajalt Härra Crow

Kas kellelgi on soovitusi, kuidas need kõige paremini müüdavaks kaubaks muuta?

Mind ei huvita tegelikult AH-i goblinide allahindlus, kuid ma tahan ka leida viisi nende kasutamiseks, mis muutuks otse kullaks.

Yale'i ülikooli füüsikute meeskond on tõestanud, et isegi laps suudab sünteesida Nobeli preemia laureaadi avastatud salapäraseid "ajakristalle"!

2012. aastal tegi Nobeli füüsikapreemia laureaat Frank Wilczek ettepaneku uut tüüpi kristalli olemasolu kohta. Kuigi enamikul kristallidest on struktuur, mis kordub kahes või kolmes mõõtmes, tutvustas Wilczek kristalli mõistet, mille struktuur kordub neli korda: kolm neist vastavad ruumi mõõtmetele ja neljas aja mõõtmetele. Ta nimetas seda hüpoteetilist struktuuri "ajakristalliks" ja alles eelmisel aastal suutsid teadlased välja mõelda, kuidas neid laboris sünteesida.

Aja kristallid

Hiljuti avaldatud uuringud on näidanud, et kurikuulsad ajakristallid eksisteerivad mitte ainult teadlaste laboritöö tulemusena. Selgus, et sarnaseid struktuure saab moodustada ka looduskeskkonnas ning protsess ise on palju lihtsam, kui eksperdid ette kujutasid. See on inimkonna jaoks suur edu: Wilczeki kristalle saab kasutada praktilistel eesmärkidel, näiteks ülitäpsete aatomkellade, uue põlvkonna güroskoopide ja muude seadmete loomiseks.

Ajakristallid avaldavad elektromagnetlainetega kokkupuutel väga kummalist aktiivsust. Sellises kristallis pöörlevad kõik molekulid kindlas suunas ja iga uue EM-impulsiga see muutub. Kuid isegi kui impulsid on juhuslikud, muutub pöörlemissuund ikkagi korrapäraste ajavahemike järel, nii et ajakristalle saab kasutada ajaintervallide mõõdikuna ehk universaalse kellana.

"Isegi laps saab sellega hakkama"

Eelmisel aastal leidsid teadlased, kuidas neid kristalle laboris luua, kasutades üsna keerukat tehnikat, mis hõlmab laserite suunamist ytterbiumi aatomite komplektile. Yale'i ülikooli füüsikute uus töö on aga tõestanud, et ajakristallide sünteesimine on nii lihtne, et laps saaks sellega sõna otseses mõttes hakkama. Nad avastasid, et monoammooniumfosfaadi tavaliste kristallide sees moodustuvad ajutised kristallid, mida kasutatakse sageli "nooremkeemikute" komplektides ja muudes harivates mänguasjades, mis võimaldavad teil kodus ilusaid kristalle kasvatada. Teoreetiliselt võiks Wilczeki kristallid peituda igas sellises struktuuris.

Uuringu autor Sean Barrett märgib, et see on füüsikutele kasulik, sest mida odavam ja lihtsam on protsess, seda lihtsam on seda uurida. Nüüd peavad nad üksikasjalikult mõistma ajakristallide sünteesi mehhanismi ja täpselt kindlaks määrama, kuidas neid tehnoloogia arengu hüvanguks kasutada.

Harvardi ülikooli füüsikud on loonud uue ainevormi – nn ajakristalli –, mis võib seletada kvantsüsteemide salapärast käitumist.
Kristallid, sealhulgas soolad, suhkrud või teemandid, on oma tuumaks lihtsalt aatomite perioodiline paigutus kolmemõõtmelises võres. Teisest küljest arvatakse, et ajakristallid lisavad sellele määratlusele neljanda mõõtme. Eeldatakse, et teatud tingimustel võivad mõned materjalid avalduda oma struktuuris ja ajas.

Füüsikaprofessorite Mihhail Lukini ja Eugene Demleri juhtimisel ehitas meeskond kvantsüsteemi, kasutades väikest teemanti koos miljonite aatomiskaala lisanditega, mida tuntakse lämmastikuga asendatud vakantsina (NV keskus). Nad kasutasid mikrolaineimpulsse, et viia süsteem tasakaalust välja, põhjustades selle keskel pöörlemist ja pöörates neid korrapäraste ajavahemike järel ümber.

"Praegu käib pidev töö mittetasakaaluliste kvantsüsteemide füüsika mõistmiseks. See on valdkond, mis pakub huvi paljudele kvanttehnoloogiatele, sest see on põhimõtteliselt kvantsüsteem, mis on tasakaalust kaugel. Tegelikult on siin palju uudistamist ja me oleme alles päris alguses,” ütles Mihhail Lukin.

Esialgu tundus selliste süsteemide loomine ebatõenäoline. Tegelikult on mõned teadlased selles küsimuses väga kaugele läinud. Nad tõestasid, et ajakristalli on võimatu luua tasakaalus olevas kvantsüsteemis. Füüsikud selgitavad, et enamik meid ümbritsevaid objekte on tasakaalus. Kui teil on midagi kuuma ja külma ja ühendate need, temperatuur ühtlustub. Kuid mitte kõik süsteemid ei tööta sellel põhimõttel. Üks levinumaid näiteid tasakaalust väljas oleva materjali kohta on teemant. See on süsiniku kristalliseerunud vorm, mis moodustub kõrgel temperatuuril ja rõhul. Teemant on ebatavaline selle poolest, et see on metastabiilne, mis tähendab, et kui see on saanud oma kuju, jääb see muutumatuks ka pärast seda, kui sellelt on eemaldatud soojus- ja rõhutegurid.

Alles hiljuti on teadlased hakanud mõistma, et mittetasakaalulised süsteemid võivad avaldada ajakristalli omadusi. Üks neist omadustest on see, et kristalli reaktsioon püsib aja jooksul stabiilsena erinevatele stiimulitele. Ajakristalli efektil on palju pistmist ideega, et süsteem on erutatud, kuid ei neela energiat.

Sellise süsteemi loomiseks alustasid Lukin ja tema kolleegid väikese teemandiga, millesse oli manustatud palju NV-keskusi. Mikrolaineimpulsse kasutades muutsid teadlased perioodiliselt oma pöörlemissuunda, et näha, kas materjal jätkab reaktsiooni nagu ajakristall.

Sellised süsteemid võivad olla kasulike kvantarvutite ja kvantandurite väljatöötamisel kriitilise tähtsusega. Need näitavad tõsiasja, et pika kvantmälu ja kõrge kvantbittiheduse kaks kriitilist komponenti ei välista üksteist. Füüsikud ütlevad, et uuringud võimaldavad luua uue põlvkonna kvantandureid, mis võivad olla seotud selliste asjadega nagu aatomkellad.