Een studie van de Aalto University heeft nieuw bewijs opgeleverd dat tijdkristallen fysiek kunnen bestaan ​​- een claim waarover momenteel veel wordt gedebatteerd.

Een tijdkristal is een structuur die zich niet herhaalt in de ruimte, zoals normale driedimensionale kristallen zoals sneeuwvlokken of diamanten, maar op tijd. In de praktijk betekent dit dat kristallen voortdurend spontaan veranderen, het doorbreken van de symmetrie van de tijd door het bereiken van een zichzelf in stand houdende oscillatie.

De waarde zit in de coherentie van het tijdkristal, een eigenschap die tijdelijke en ruimtelijke consistentie mogelijk maakt, ten bedrage van een lange levensduur anders niet mogelijk.

"De natuur heeft ons een systeem gegeven dat in de loop van de tijd coherent wil zijn, " zegt senior wetenschapper Vladimir Eltsov, leider van de ROTA-onderzoeksgroep aan de Aalto University.

"Het systeem begint spontaan coherent in de tijd te evolueren, gedurende lange tijd, zelfs oneindig lang, " hij zegt.

Met meer begrip, de coherente aard van een tijdkristal kan de weg vrijmaken voor eventuele toepassingen in de echte wereld. Onderzoekers zijn op zoek naar systemen die de samenhang op lange termijn behouden om te maken, bijvoorbeeld, apparaten voor het verwerken van kwantuminformatie, maar ze worstelen met bronnen die bestand zijn tegen verval.

Tot voor kort, er is weinig experimenteel bewijs van het fenomeen geweest. Natuurkundigen over de hele wereld racen om te bepalen of - en hoe - deze unieke structuren kunnen worden waargenomen.

"Er zijn veel theoretische verhandelingen geweest, maar zeer weinig praktische realisaties. Dus die van ons is een van de weinige, en de eerste die quasi-kristallen demonstreerde, ', legt Eltsov uit.

Door de fundamenten van tijdkristallen te begrijpen - zoals in, wanneer en hoe ze zich voordoen - onderzoekers kunnen op een dag deze principes gebruiken om coherentie in andere apparaten te ontwikkelen, ongeacht omgevingsfactoren.

de bevinding, bereikt door het bestuderen van de Bose-Einstein-condensatie van magnonen in superfluïde Helium-3, heeft ook gevolgen voor andere takken van de natuurkunde.

"Helium-3 is gerelateerd aan praktisch alle takken van de natuurkunde:zwaartekracht, topologie, deeltjesfysica, kosmologie, " zegt professor emeritus Grigori Volovik aan de universiteit van Aalto, een wereldwijde pionier in de studie van verbanden tussen kosmologie, hoge-energiefysica en gecondenseerde materie.

In de toekomst is het misschien zelfs mogelijk om naar de tijd zelf te kijken, inclusief de mogelijkheid om de grens te construeren tussen tijd die vooruit en achteruit gaat, zoals de theorie suggereert.

"Het is een heel universum van studie, ', zegt Volovik.

De wetenschappers observeerden het tijdquasikristal en de overgang naar een supervloeibaar tijdkristal in het lagetemperatuurlaboratorium van de Aalto University in Finland, die een lange geschiedenis van onderzoek naar superfluïditeit heeft.

De resultaten van de studie, gefinancierd door de Europese Onderzoeksraad, werden gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven op 25 mei, 2018.