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“时间晶体”相互作用首次发现,有望促进量子

位于阿尔托大年夜学的扭转冰箱。图片滥觞:物理学家组织网

科技日报记者 刘霞

一个国际科研团队在最新一期《自然·材料》杂志撰文称,他们首次察看到了“光阴晶体”的互相感化。最新钻研有望匆匆进量子信息处置惩罚技巧的成长,改良当前的原子钟技巧,前进陀螺仪以及依附原子钟的系统(如GPS)的机能。

光阴晶体是一种物质态,不合于金属或岩石等标准晶体,后者由原子以规则的重复模式排列而成。2012年,诺贝尔奖得到者弗兰克·威尔泽克首次提出了光阴晶体这一观点,并于2016年确定。光阴晶体显示出恒定不变的奇异特点,纵然没有外部输入也能重复运动。它们的原子先在一个偏向不绝地振荡、扭转或移动,然后再朝一个偏向运动。

在最新钻研中,来自英国兰卡斯特大年夜学、伦敦皇家霍洛威大年夜学伦敦分校、美国耶鲁大年夜学和芬兰阿尔托大年夜学的国际团队应用氦-3不雅测了光阴晶体。氦-3是氦罕有的同位素,缺少一其中子。

钻研职员将超流体氦-3冷却到绝对零度(零下273.15摄氏度)相近,然后在超流体内部创建了两个光阴晶体,并使其打仗。

科学家察看到两个光阴晶体互相感化,并互换组成颗粒——这些粒子从一个光阴晶体流向另一种光阴晶体,然后又返回,这种征象称为约瑟夫森效应。

钻研论文主要作者、英国兰卡斯特大年夜学的萨穆利·奥蒂博士说:“节制两个光阴晶体的互相感化是一项重大年夜成绩。此前,没有人在同一系统中察看到两个光阴晶体,更不用说看到它们互相感化了。实现并察看到光阴晶体的受控互相感化是将其用于量子信息处置惩罚等实际利用的第一步。”

奥蒂解释道,由于只管周围情况变更,光阴晶体仍会自动维持完备(关连),让关连性延续光阴尽可能长是成长强大年夜的量子谋略机必须要办理的主要“拦路虎”。此外,光阴晶体也可用于改良原子钟、GPS等系统的机能。

总编辑圈点

在晶体内,原子分子按照周期性布局重复排列。光阴晶体,顾名思义,它在光阴维度上仍旧存在周期性重复的特性。这种物质,在光阴轴上自发维持周期性运动,不耗损外部能量。晶体恒久远,一颗永传布。光阴晶体周期运动的特点稳定,也被觉得是制作量子谋略机的潜力材料。此文钻研作者指出,光阴晶体的受控交互,是将光阴晶体用于实际利用的第一步。现在,科研职员察看到了两个光阴晶体之间的交互,也算是将使用光阴晶体这件事,往前推进了一点点。

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