Wetenschappers hebben het eerste "tijdkristal" tweelichamensysteem gecreëerd in een experiment dat de wetten van de fysica lijkt te buigen.

Het komt nadat hetzelfde team onlangs getuige was van de eerste interactie van de nieuwe fase van materie.

Lange tijd werd gedacht dat tijdkristallen onmogelijk waren omdat ze zijn gemaakt van atomen in oneindige beweging. De ontdekking, gepubliceerd in Nature Communications , laat zien dat er niet alleen tijdkristallen kunnen worden gemaakt, maar dat ze ook kunnen worden omgezet in nuttige apparaten.

Tijdkristallen verschillen van een standaard kristalachtige metalen of gesteente dat is samengesteld uit atomen die in een regelmatig herhalend patroon in de ruimte zijn gerangschikt.

Voor het eerst getheoretiseerd in 2012 door Nobelprijswinnaar Frank Wilczek en geïdentificeerd in 2016, vertonen tijdkristallen de bizarre eigenschap om in constante, herhalende beweging in de tijd te zijn, ondanks geen externe input. Hun atomen zijn constant aan het oscilleren, draaien of bewegen eerst in de ene richting en dan in de andere.

EPSRC Fellow Dr. Samuli Autti, hoofdauteur van de afdeling Natuurkunde van Lancaster University, legt uit:"Iedereen weet dat perpetuum mobile onmogelijk is. In de kwantumfysica is perpetuum mobile echter oké zolang we onze ogen gesloten houden. Door hier doorheen te sluipen kraken kunnen we tijdkristallen maken."

"Het blijkt dat het samenvoegen van twee ervan prachtig werkt, zelfs als tijdkristallen helemaal niet zouden moeten bestaan. En we weten al dat ze ook bij kamertemperatuur bestaan."

Een "systeem met twee niveaus" is een basisbouwsteen van een kwantumcomputer. Tijdkristallen kunnen worden gebruikt om kwantumapparaten te bouwen die bij kamertemperatuur werken.

Een internationaal team van onderzoekers van Lancaster University, Royal Holloway London, Landau Institute en Aalto University in Helsinki heeft tijdkristallen waargenomen met behulp van Helium-3, een zeldzame isotoop van helium met één ontbrekend neutron. Het experiment werd uitgevoerd aan de universiteit van Aalto.

Ze koelden superfluïde helium-3 af tot ongeveer een tienduizendste graad vanaf het absolute nulpunt (0,0001 K of -273,15 C). De onderzoekers creëerden twee tijdkristallen in de superfluïde en brachten ze met elkaar in contact. De wetenschappers keken vervolgens naar de twee tijdkristallen die met elkaar in wisselwerking stonden, zoals beschreven door de kwantumfysica. + Verder verkennen

Eerste waarneming ooit van interactie tussen 'tijdkristallen'