5月 23, 2022

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新しいブレークスルーは、ラボから実世界にタイムクリスタルをもたらす可能性があります

実用的なアプリケーションが可能なタイムクリスタルに一歩近づきました。

室温で新しい実験作品を制作する タイムクリスタル 周囲から隔離されていないシステム。

研究者たちは、これが実際の条件で使用できるチップスケールのタイムクリスタルへの道を開くと言います。それらを実行し続けるために必要な高価な実験装置からはほど遠いです。

「実験システムのエネルギーが周囲と交換されると、散逸とノイズが連携して動作し、時系列の順序が破壊されます。」 エンジニアのフセイン・タヘリは言います カリフォルニア大学リバーサイド校から。

「私たちの光学プラットフォームでは、システムは時間結晶を作成および維持するためのゲインとロスのバランスを取ります。」

時空結晶と呼ばれることもあるタイムクリスタルは、ほんの数年前にその存在が確認されており、その名前が示すように魅力的です。 これは通常の結晶によく似た物質の相であり、非常に重要な追加の特性があります。

通常の結晶では、構成原子は 3D固定格子構造 良い例は、ダイヤモンドまたは水晶の原子格子です。 これらの繰り返しシナプスは構成が異なる場合がありますが、特定のフォーメーション内ではあまり動きません。 それらは空間的にのみ繰り返されます。

時間結晶では、原子の振る舞いが少し異なります。 それは振動し、最初に一方向に回転し、次に他の方向に回転します。 これらの振動(「ティック」と呼ばれる)は、通常の指定された周波数にロックされます。 通常の結晶構造が空間で繰り返される場合、それは空間と時間の時間の結晶で繰り返されます。

時間結晶を研究するために、科学者はしばしばマグノン準粒子のボーズ・アインシュタイン凝縮を使用します。 それらは絶対零度に非常に近い非常に低い温度に保たれなければなりません。 これには、高度に専門化された高度な実験装置が必要です。

彼らの新しい研究で、タヘリと彼のチームは過冷却なしでタイムクリスタルを作成しました。 彼らの時間結晶は、室温で作られた光量子システムでした。 最初に、彼らは小さなマイクロソナー、直径わずか1ミリメートルのフッ化マグネシウムガラスで作られたディスクを取りました。 次に、彼らはこの光学モーフにレーザービームを照射しました。

2つのレーザービームによって生成された周波数によって生成された自己保存的な分数調波突起(ソリトン)は、時間結晶の形成を示していました。 システムは、光コイル用の回転格子トラップを作成し、それが回転を表示します。

チームを使用して、室温でシステムの整合性を維持します セルフインジェクションロック、レーザー出力が特定の光周波数を維持することを保証する技術。 これは、システムをラボから輸送してフィールドアプリケーションで使用できることを意味します、と研究者は言います。

相転移や時間結晶の相互作用など、時間結晶の特性の将来の調査に加えて、このシステムを使用して、時間自体の新しい測定を行うことができます。 時間結晶は、いつの日か、 量子コンピューター

「このフォトニックシステムが、優れた安定性と正確な計時を備えたコンパクトで軽量なRFソースで使用できることを願っています。」 タヘリは言う

チームの研究はで公開されました ネイチャーコミュニケーションズ

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