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- 粪量子春风吹又生,时间晶体研究实现重大突破
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t*******a
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研究人员使用扫描透射X射线显微镜记录下室温环境里由磁振子制成的时间晶体的
振荡。他们说,这是时间晶体研究的重大突破。
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波兰亚当·米基维奇大学的物理学家帕维尔·格鲁兹凯基说:“我们能够证明这种
时空晶体比最初认为的更牢固和具有更大的震荡范围。我们的晶体在室温下会凝结,并
且会与粒子相互作用,这与孤立的系统不同。此外,它的规格已经可以用具备了可能的
应用性。那无疑将带来很多技术上的突破 ”
时间晶体,有时也称为时空晶体,其存在性直到几年前才被确认。正如其名称所暗
示的那样,它们令人着迷——与普通晶体非常相似,但还具有非同寻常的特性。
在规则晶体中,原子组成固定的三维网格结构——考虑钻石或石英晶体的原子晶格
。这些重复的晶格可以在构造上有所不同,但是在给定的构造中,它们不会偏差态度:
它们在空间上自我重复。
首次用视频证实:时间晶体可与准粒子相互作用
在时间晶体中,原子的行为略有不同。它们振荡,首先朝一个方向旋转,然后朝另
一个方向旋转。这些振荡被锁定在规则的特定频率上。因此,与规则晶体的结构在空间
中重复一样,时间晶体在空间和时间中自我重复。
为了研究时间晶体,科学家经常使用超冷的玻色-爱因斯坦磁子准粒子的冷凝物。
磁振子不是真正的粒子,而是由电子自旋聚集激发所组成的看起来仿若粒子一样的东西
——就像通过自旋晶格传播的波一样。
格鲁兹凯基和同事、德国马克斯·普朗克智能系统研究所的物理学博士生Nick Tr&
#228;ger领导的团队做了一些不同的事情。他们在天线上放置了一条磁坡莫合金,可以
通过它发送射频电流。
电流在带材上产生振荡磁场,电磁波从两端传播到带材上。这些波刺激了带钢中的
磁振子,然后这些运动的磁振子凝结成重复的图案。
“我们让时空上周期性地重复出现磁子振荡模式,最终,模式传播了出去。因此,
我们能够证明时间晶体可以与其他准粒子相互作用。还没有其它人能够在实验中直接显
示这一点,更不用说记录在视频中了。”
视频显示了通过钢带传播的磁波;在德国柏林Helmholtz Zentrum的BESSY II同步
加速器辐射设施中使用MAXYMUS X射线显微镜以每秒400亿帧的速度拍摄。
时间晶体应在长时间内保持稳定和相干,因为理论上讲,它们以最低的能量状态振
荡。该团队的研究表明,驱动的镁质时间晶体可以轻松操纵,从而为重新配置时间晶体
开辟了新途径。这可以为一系列实际应用打开物质的状态。
马克斯·普朗克智能系统研究所的物理学家约阿希姆·格拉夫说:“古典晶体的应
用领域非常广泛。现在,如果晶体不仅可以在空间上,也可以在时间上相互作用,那么
应用范围将极度扩张。在通信,雷达或成像技术领域里,时间晶体的潜力是十分巨大的
。”
他们的论文已发表在《物理评论快报》上。
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