Les physiciens ont créé un nouveau type de cristal de temps Cela peut aider à confirmer certaines théories fondamentales sur les interactions quantiques.
Un cristal d’heure standard est un nouveau phase de matière qui présente un mouvement perpétuel sans dépenser de l’énergie. Selon Chong Zu, professeur adjoint de physique à l’Université de Washington à St. Louis et l’un des chercheurs principaux de l’équipe, A Time Crystal ressemble à un cristal traditionnel.
Cependant, contrairement à un cristal traditionnel, qui répète un motif à travers la dimension physique de l’espace, un cristal de temps répète un modèle de mouvement, réarrangeant ses atomes de la même manière au fil du temps, a déclaré Zu. Cela fait vibrer le cristal de temps à une fréquence définie.
Un cristal de temps est théoriquement capable de faire du vélo à travers le même motif infiniment sans nécessiter de puissance supplémentaire – comme une montre qui n’a jamais besoin d’être blessée. La réalité, cependant, est que les cristaux de temps sont incroyablement fragiles et succombent ainsi aux pressions environnementales assez facilement.
Bien que les cristaux de temps existent depuis 2016, une équipe a réalisé quelque chose de sans précédent: ils ont créé un nouveau type de cristal de temps appelé Time Quasicristal. UN quasi-cristal est un solide qui, comme un cristal ordinaire, a des atomes disposés de manière spécifique et non aléatoire, mais sans motif répétitif.
Cela signifie que, contrairement à un cristal de temps standard qui répète le même motif encore et encore, un quascristal de temps ne répète jamais la façon dont il arrange ses atomes. Parce qu’il n’y a pas de répétition, le cristal vibre à différentes fréquences. Alors que les chercheurs le disent dans leurs résultats, publiés dans la revue Revue physique xles quasi-cristaux de temps « sont ordonnés mais apparemment pas périodiques ».
Comment construire un quasi-cristal
Pour créer ces nouveaux quasi-cristaux, les chercheurs ont commencé avec un diamant de taille millimétrique. Ensuite, ils ont créé des espaces à l’intérieur de la structure du diamant en le bombardant avec de puissants faisceaux d’azote. L’azote a déplacé des atomes de carbone à l’intérieur du diamant, laissant des chambres atomiques vides.
La nature déteste le vide, donc les électrons se sont rapidement déroulés dans ces espaces vides et ont immédiatement commencé à interagir avec les particules voisines sur un niveau quantique. Chaque fois que le quascristal représente un réseau de plus d’un million de ces espaces vides à l’intérieur du diamant, bien que chacun ne mesure qu’un seul micromètre (un millionème de mètre).
« Nous avons utilisé des impulsions micro-ondes pour démarrer les rythmes dans le temps des quasi-cristaux », » Bingtian Yeun chercheur au MIT et co-auteur du journal, a déclaré dans un déclaration. « Les micro-ondes aident à créer l’ordre dans le temps. »
Applications potentielles
Selon ZU, l’un des résultats les plus importants des recherches de l’équipe est qu’il confirme certaines théories fondamentales de la mécanique quantique. Cependant, les quasi-cristaux peuvent avoir des applications pratiques dans des domaines tels que le chronomètre de précision, calcul quantiqueet technologie de capteur quantique.
Pour les capteurs, la fragilité et la sensibilité du cristal sont en fait une aubaine; Parce qu’ils sont si sensibles aux facteurs environnementaux comme le magnétisme, ils peuvent être utilisés pour créer des capteurs extrêmement précis.
Pour l’informatique quantique, la qualité du mouvement perpétuel potentiel du matériau est la clé.
« Ils pouvaient stocker la mémoire quantique sur de longues périodes, essentiellement comme un analogue quantique de RAM », a déclaré Zu. « Nous sommes loin de ce type de technologie, mais créer un quasi-cristal de temps est une première étape cruciale. »
