Tímu odborníkov z Kalifornskej univerzity v Riverside sa podarilo priblížiť časové kryštály k praktickej využiteľnosti v reálnom svete mimo laboratórií.

Dokázali totiž vytvoriť časový kryštál pri izbovej teplote. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Dokázali, že skutočne existujú

Časové kryštály sú unikátne štruktúry, ktoré svojim spôsobom môžu pripomínať „klasické“ kryštály.

Ich existenciu predpovedal teoretický fyzik a laureát Nobelovej ceny Frank Wilczek ešte v roku 2012 a potvrdené boli v roku 2017, kedy sa vedcom z University of Maryland a Harvardu podarilo pri ultra-nízkych teplotách vytvoriť iba nanometer veľký časový kryštál.

Bose-Einsteinov kondenzat. NASA/NIST

Časové kryštály disponujú jednou veľmi špecifickou vlastnosťou. Kým „klasický“ kryštál je fyzikálne a chemicky rovnorodé teleso s pravidelnou trojrozmernou štruktúrou, časové kryštály sa periodicky opakujú nielen v priestore, ale i v čase.

K štúdiu časových kryštálov sa zvyčajne používajú ultra-chladné magnónové Bose-Einsteinové kondenzáty (BEC). BEC sú považované za piate skupenstvo hmoty a predstavujú kvantovo mechanické skupenstvo bozónov vyskytujúce sa pri teplotách blízkych absolútnej nule.

Netreba ani absolútnu nulu

Ako už iste tušíš, toto všetko si vyžaduje špeciálne zariadenie a prísne strážené laboratórne podmienky. V novej štúdii publikovanej v žurnále Nature Communications však tím odborníkov pod vedením inžiniera Hosseina Taheriho dokázal vytvoriť časový kryštál aj bez potreby extrémneho chladenia.

user6614106/freepik

Ako píše unvierzita UC Riverside na svojom webe, ich plne optický časový kryštál sa podarilo vytvoriť pomocou mikrorezonátora, disku vyrobeného z fluorid-horečnatého skla s priemerom jeden milimeter a dvoch laserov.

Optický mikrorezonátor nechali „bombardovať“ laserovými lúčmi, vďaka čomu mohli pozorovať „subharmonické hroty“ (pozn. redakcie: zrejme si pod týmto pojmom môžeme predstaviť tzv. optické solitóny, teda stabilné vlny, ktoré môžu prejsť disperzným prostredím bez zmeny tvaru), ktoré naznačili porušenie časovej symetrie a vytvorenie časového kryštálu.

Aby bolo možne zachovať integritu tohto systému pri izbovej teplote, odborníci využili techniku známu ako „self-injection locking“, ktorou zabezpečili to, aby si výstup z laserov zachoval určitú optickú frekvenciu.

Ako ďalej objasnujú, vďaka tomu by sa celý systém v podstate mohol premiestniť z laboratória von do terénu. V tomto prípade by sa systém mohol použiť napríklad na extrémne presné meranie času. Jedného dňa by sa dokonca časové kryštály mohli integrovať do kvantových počítačov.