시간 결정은 ‘불가능’하지만 양자 물리학의 대상입니다.

새로운 실험에서 과학자들은 초유체 내부에 두 개의 시간 결정을 만들어 접촉하게 합니다.

시간 수정은 영구 운동이 물리학 법칙을 무시하는 것처럼 보이기 때문에 오랫동안 불가능하다고 여겨져 왔습니다. 그러나 양자물리학을 이용하여 과학자들은 시간 수정을 만들 뿐만 아니라 미래에 유용한 장치에 전력을 공급할 잠재력이 있음을 보여주고 있습니다.

과학자들은 물리 법칙을 왜곡하는 것으로 보이는 실험에서 최초의 2체 “시간 수정” 시스템을 만들었습니다.

이것은 동일한 팀이 최근 문제의 새로운 단계의 첫 번째 상호 작용을 목격한 후 나온 것입니다.

영구 운동 기계가 불가능하다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그러나 양자 물리학에서는 눈을 감고 있는 한 영속적인 운동은 괜찮습니다. 그 틈으로 잠입함으로써 우리는 시간 수정을 만들 수 있습니다.” — 박사.. 사무리 아우티

시간 결정은 원자로 끊임없이 움직이기 때문에 불가능하다고 오랫동안 믿어져 왔습니다. 저널에 오늘(2022년 6월 2일) 발표된 발견 네이처 커뮤니케이션즈시간 수정이 생성될 수 있을 뿐만 아니라 유용한 장치로 바뀔 수 있음을 보여줍니다.

시간 결정은 공간에서 규칙적으로 반복되는 패턴으로 배열된 원자로 구성된 광물이나 암석과 같은 표준 결정과 다릅니다.

2012년 노벨상 수상자인 Frank Wilczek이 처음 개발하고 2016년에 정의한 시간 수정은 외부 입력이 없음에도 불구하고 고정되어 시간에 따라 움직임을 반복하는 독특한 특성을 나타냅니다. 그것의 원자는 끊임없이 한 방향으로 진동하고, 회전하고, 움직이고 있다가 다른 방향으로 움직인다.

타임 크리스탈 냉장고

연구원들은 이 회전하는 냉장고 내부에서 액체 초유체 헬륨-3을 거의 절대 영도(섭씨 영하 273.15도)로 냉각시켜 두 번 결정을 생성하고 손이 닿는 곳에 두었습니다. 이미지 크레디트: © Aalto University / Mikko Raskinen

EPSRC 펠로우인 랭커스터 대학교 물리학과의 수석 저자인 Samoli Ooty 박사는 “영구 운동 기계가 불가능하다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그러나 양자 물리학에서 우리가 눈을 감는 한 영구 운동은 괜찮습니다. 이 균열로 시간 수정을 만들 수 있습니다.

“시간 수정이 처음에는 없었더라도 두 개를 함께 사용하면 아름답게 작동한다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 우리는 이미 그것들이 실온에서도 존재한다는 것을 알고 있습니다.”

“2단계 시스템”은 양자 컴퓨터의 기본 빌딩 블록입니다. 시간 결정은 실온에서 작동하는 양자 장치를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

Lancaster University, Royal Holloway London, Landau Institute 및 알토 대학교 헬싱키에서는 하나의 중성자가 빠진 헬륨의 희귀 동위원소인 헬륨-3을 사용하여 시간 결정을 관찰했습니다. 실험은 Aalto University에서 수행되었습니다.

그들은 초유체 헬륨-3을 1000분의 1000도 정도로 냉각시켰다.[{” attribute=””>absolute zero (0.0001K or -273.15°C). The researchers created two time crystals inside the superfluid, and brought them to touch. The scientists then watched the two time crystals interacting as described by quantum physics.

Reference: “Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals” 2 June 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-w

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