Часові квазікристали: нова фаза матерії для квантових застосувань

У новаторському досягненні фізики з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі створили «часовий квазікристал», нову фазу матерії, яка кидає виклик загальноприйнятому розумінню часу та руху. На відміну від звичайних кристалів із повторюваними просторовими візерунками, часові кристали демонструють повторювані візерунки в часі, коливаючись із постійною частотою. Це дослідження, опубліковане в Physical Review X, знаменує собою значний прогрес після створення першого часового кристала у 2016 році. Команда WashU побудувала свої квазікристали всередині алмазу розміром із міліметр, бомбардуючи його пучками азоту, щоб створити вакансії розміром з атом. Електрони, які займають ці простори, взаємодіють квантово, утворюючи часовий квазікристал розміром приблизно один мікрометр. Мікрохвильові імпульси ініціюють ритми всередині цих квазікристалів, встановлюючи порядок у часі. Часові кристали та квазікристали мають потенціал для різноманітних застосувань. Їх чутливість до квантових сил, таких як магнетизм, передбачає їх використання як довговічних квантових датчиків, які не потребують підзарядки. Вони також пропонують новий підхід до прецизійного вимірювання часу, потенційно перевершуючи стабільність кварцових кристалічних генераторів. Крім того, часові кристали можуть революціонізувати квантові обчислення, забезпечуючи довготривалу квантову пам’ять, подібну до квантової оперативної пам’яті. Хоча ця технологія ще далека, створення часового квазікристала є важливим кроком вперед.