Một loại tinh thể thời gian mới được đề xuất có thể đứng một mình.
Các tinh thể thời gian là các cấu trúc lặp lại thường xuyên theo thời gian, giống như một tinh thể tiêu chuẩn bao gồm các nguyên tử được sắp xếp theo mô hình lặp lại thường xuyên trong không gian. Các nhà khoa học lần đầu tiên tạo ra tinh thể thời gian vào năm 2016 (SN: 10/26/16). Nhưng những tinh thể đó đòi hỏi những vụ nổ định kỳ từ tia laser để bắt đầu hành vi nhịp nhàng của chúng.
Bây giờ, hai nhà khoa học đã phác thảo một kế hoạch chi tiết lý thuyết cho một phiên bản mới của trạng thái kỳ lạ của vật chất. Tinh thể thời gian của họ sẽ tồn tại mà không có bất kỳ đầu vào nào từ thế giới bên ngoài, cặp báo cáo trong Thư đánh giá vật lý ngày 22 tháng 11.
Lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2012 bởi các nhà vật lý lý thuyết Frank Wilczek của MIT và Alfred Shapere của Đại học Kentucky ở Lexington (SN: 2/16/12), ý tưởng về tinh thể thời gian ban đầu gây tranh cãi. Các nhà nghiên cứu đã sớm chứng minh một định lý không có lý do nói rằng, trong những điều kiện điển hình, các tinh thể thời gian không thể tồn tại.
Đăng ký mới nhất từ Tin tức khoa học
Tiêu đề và tóm tắt của các bài báo Tin tức Khoa học mới nhất, được gửi đến hộp thư đến của bạn
E-mail*
Địa chỉ email
ĐI
Nhưng phòng ngọ nguậy vẫn còn: Hai tình huống không có trong định lý cấm đi còn bỏ ngỏ khả năng tạo ra các vật liệu bất thường. Một ngoại lệ là các hệ thống mà năng lượng là đầu vào từ bên ngoài, ví dụ, thông qua laser. Đó là những gì mà lòng đất được biết đến trong thuật ngữ vật lý như là điều khiển hệ thống, và đó là cách mà các nhà khoa học đã tạo ra các tinh thể mọi thời đại cho đến bây giờ (SN: 5/4/18).
Nhưng các nhà vật lý lý thuyết Oleksandr Kyriienko của Đại học Exeter ở Anh và Valerii Kozin của Đại học Iceland ở Reykjavik muốn thiết kế một tinh thể thời gian tự duy trì. Chúng tôi nói, ‘Chúng tôi không muốn lái hệ thống này.
Cặp đôi đã khai thác ngoại lệ thứ hai cho quy tắc không đi - các hệ thống liên quan đến các tương tác rất dài, trong đó các nguyên tử hoặc các hạt nhỏ khác cách nhau bởi khoảng cách lớn có thể ảnh hưởng lẫn nhau. Chẳng hạn như các hiệu ứng tầm xa như vậy thường xảy ra trong tự nhiên: Chẳng hạn, hai nguyên tử ở hai phía đối diện của một căn phòng thường không dùng lực tác dụng lên nhau.
Dựa trên các tương tác như vậy, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một kịch bản tinh thể thời gian mới, bao gồm một tập hợp nhiều hạt như vậy, mỗi hạt có một spin - một phiên bản lượng tử của động lượng góc. Tương tác giữa các hạt quay Các vòng quay sẽ được cấu hình sao cho các hạt gần và xa sẽ đồng thời ảnh hưởng lẫn nhau, thông qua một số môn thể dục lượng tử không xác định trong phòng thí nghiệm. Và các hạt trong tinh thể thời gian sẽ rất vướng víu với nhau, nghĩa là chúng chia sẻ các liên kết lượng tử có thể tồn tại ở khoảng cách lớn (SN: 6/15/17).
Trong điều kiện như vậy, các phần xa của tinh thể thời gian có thể ảnh hưởng lẫn nhau. Các nhà nghiên cứu cho biết, kết quả là mối tương quan giữa các spin - cho dù các hạt lân cận Các spin của nó có thẳng hàng hay không - sẽ dao động vô tận theo thời gian trong một mô hình thông thường, tạo ra một tinh thể thời gian, các nhà nghiên cứu cho biết.
Các nhà khoa học thường nghiên cứu các hệ thống các hạt trong đó các tương tác là tầm ngắn hoặc cục bộ. Nhưng các nhà nghiên cứu từ lâu đã biết rằng một cái gì đó kỳ lạ xảy ra khi địa phương bị xâm phạm, ông nói nhà vật lý Haruki Watanabe thuộc Đại học Tokyo, một trong những nhà nghiên cứu đã chứng minh định lý không đi. Vì vậy, tôi sẽ rất ngạc nhiên bởi những loại hành vi của các hệ thống tương tác tầm xa, anh nói.
Nhưng nó không rõ liệu các hệ thống như vậy có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm hay không. Nó không phải là một kỳ công dễ dàng để tạo ra các tương tác tầm xa giữa nhiều hạt cùng một lúc. Tôi không thể nhận ra rằng tôi có thể nhận ra hệ thống tương tác tầm xa mà họ đề xuất, ông Wat Watanabe nói. Nhưng Shapere rất lạc quan, cho rằng các nhà khoa học có thể sử dụng máy tính lượng tử hoặc nguyên tử lạnh để tạo ra tinh thể thời gian được đề xuất hoặc một thứ giống như nó.
Khi Wilczek và Shapere lần đầu tiên nảy ra ý tưởng về tinh thể thời gian, cặp đôi đã hình dung ra một hệ thống sẽ hoạt động mà không cần bất kỳ đầu vào bên ngoài nào. Bài báo này đưa chúng ta đến gần hơn với ý tưởng ban đầu đó, ông Shapere nói.
