Membengkokkan Hukum Fizik: Kristal Masa “Mustahil” tetapi Patuhi Fizik Kuantum

Dalam eksperimen baharu, saintis mencipta dua kristal masa di dalam cecair super, dan membawanya untuk disentuh.

Kristal masa telah lama dipercayai mustahil kerana gerakan kekal mereka seolah-olah menentang undang-undang fizik. Walau bagaimanapun, menggunakan fizik kuantum saintis bukan sahaja mencipta kristal masa, tetapi mereka juga kini telah menunjukkan bahawa mereka mempunyai potensi untuk menggerakkan peranti berguna pada masa hadapan.

Para saintis telah mencipta sistem dua badan “masa-kristal” pertama dalam eksperimen yang nampaknya melenturkan undang-undang fizik.

Ia datang selepas pasukan yang sama baru-baru ini menyaksikan interaksi pertama fasa baharu jirim.

“Semua orang tahu bahawa mesin gerakan kekal adalah mustahil. Walau bagaimanapun, dalam fizik kuantum gerakan kekal tidak mengapa asalkan kita menutup mata. Dengan menyelinap melalui celah ini, kita boleh membuat kristal masa.” — Dr Samuli Autti

Kristal masa telah lama dipercayai mustahil kerana ia diperbuat daripada atom dalam gerakan yang tidak berkesudahan. Penemuan itu, diterbitkan hari ini (2 Jun 2022) dalam jurnal Komunikasi Alam Semula Jadimenunjukkan bahawa bukan sahaja kristal masa boleh dicipta, tetapi ia mempunyai potensi untuk dijadikan peranti yang berguna.

Kristal masa adalah berbeza daripada kristal piawai – seperti logam atau batu – yang terdiri daripada atom yang disusun dalam corak berulang yang kerap di angkasa.

Pertama kali diteorikan pada 2012 oleh Pemenang Nobel Frank Wilczek dan dikenal pasti pada 2016, kristal masa mempamerkan sifat pelik iaitu berada dalam gerakan yang berterusan dan berulang dalam masa walaupun tiada input luaran. Atom mereka sentiasa berayun, berputar, atau bergerak dahulu ke satu arah, dan kemudian yang lain.

Peti sejuk Berputar Kristal Masa

Penyelidik menyejukkan superfluid helium-3 kepada hampir sifar mutlak (tolak 273.15°C) di dalam peti sejuk berputar ini, di mana dua kristal masa dicipta dan disentuh. Kredit: © Universiti Aalto/Mikko Raskinen

Fellow EPSRC Dr. Samuli Autti, pengarang utama dari Jabatan Fizik Universiti Lancaster, menjelaskan: “Semua orang tahu bahawa mesin gerakan kekal adalah mustahil. Walau bagaimanapun, dalam fizik kuantum gerakan kekal tidak mengapa selagi kita menutup mata. Dengan menyelinap melalui celah ini, kita boleh membuat kristal masa.”

“Ternyata menggabungkan dua daripadanya berfungsi dengan baik, walaupun kristal masa tidak sepatutnya wujud pada mulanya. Dan kita sudah tahu ia juga wujud pada suhu bilik.”

“Sistem dua peringkat” ialah blok binaan asas komputer kuantum. Kristal masa boleh digunakan untuk membina peranti kuantum yang berfungsi pada suhu bilik.

Pasukan penyelidik antarabangsa dari Lancaster University, Royal Holloway London, Landau Institute, dan Universiti Aalto di Helsinki memerhatikan hablur masa dengan menggunakan Helium-3 yang merupakan isotop helium yang jarang ditemui dengan satu neutron yang hilang. Eksperimen telah dijalankan di Universiti Aalto.

Mereka menyejukkan superfluid helium-3 kepada kira-kira satu persepuluh ribu darjah dari sifar mutlak (0.0001K atau -273.15°C). Para penyelidik mencipta dua kristal masa di dalam cecair super, dan membawanya untuk disentuh. Para saintis kemudian melihat dua kristal masa berinteraksi seperti yang diterangkan oleh fizik kuantum.

Rujukan: “Dinamik dua peringkat tak linear bagi kristal masa kuantum” 2 Jun 2022, Komunikasi Alam Semula Jadi.
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-w

We want to thank the author of this article for this outstanding web content

Membengkokkan Hukum Fizik: Kristal Masa “Mustahil” tetapi Patuhi Fizik Kuantum


You can find our social media profiles here as well as other pages on related topics here.https://paw6.info/related-pages/