Оглавление
- 1 Временной кристалл
- 1.1 Фазы и фазовые переходы
- 1.2 Временной кристалл
- 1.3 Симметрия и нарушение симметрии
- 1.4 Термодинамика и энтропия
- 1.5 История и исследования
- 1.6 Критика пространственно-временных кристаллов
- 1.7 Реализация кристаллов времени
- 1.8 Диссипативные кристаллы времени
- 1.9 Эксперименты с кристаллами времени
- 1.10 Наблюдаемые колебания предельного цикла
- 1.11 Система и её состояние
- 1.12 Авторы исследования
- 1.13 Полный текст статьи:
- 2 Кристалл времени
Временной кристалл
-
Фазы и фазовые переходы
- Фазы: твердый, жидкость, газ, плазма, конденсат Бозе-Эйнштейна, бозе-газ, фермионный конденсат, ферми-газ, ферми-жидкость, сверхтвердый, сверхтекучесть, жидкость Латтингера, временной кристалл
- Фазовые переходы: QCP (контроль качества), структура электронного диапазона, плазма, изолятор, изолятор Мотта, полупроводник, полуметалл, проводник, сверхпроводник, термоэлектрический, пьезоэлектрический, сегнетоэлектрик, топологический изолятор, полупроводник без спиновых щелей, квантовый эффект Холла, вращающийся эффект Холла, эффект Кондо, диамагнетик, супердиамагнетик, парамагнетик, суперпарамагнетик, ферромагнетик, антиферромагнетик-метамагнетик, вращающееся стекло, фонон, экситон, плазмон, поляритон, полярон, магнон, ротон, аморфное твердое вещество, коллоидный, гранулированный материал, жидкий кристалл, полимер
-
Временной кристалл
- Временной кристалл — квантовая система частиц, находящаяся в повторяющемся движении
- Система не может отдавать энергию окружающей среде и останавливаться
- Впервые предложен Фрэнком Вильчеком в 2012 году
- Несколько групп ученых продемонстрировали устойчивую периодическую эволюцию материи
- Практическое применение: квантовая компьютерная память
-
Симметрия и нарушение симметрии
- Кристаллы времени нарушают симметрию перемещения во времени
- Временной кристалл периодичен во времени, как маятник в часах
- Нарушение временной симметрии возможно только в неравновесных системах
- Кристаллы дискретного времени наблюдались в 2016 году
-
Термодинамика и энтропия
- Кристаллы времени не нарушают законов термодинамики
- Энергия в системе сохраняется, но может меняться по фиксированной схеме
- Энтропия кристалла времени остается неизменной с течением времени
-
История и исследования
- Идея квантованного кристалла времени предложена Фрэнком Вильчеком в 2012 году
- В 2013 году Сян Чжан предложил создать временной кристалл в виде кольца заряженных ионов
-
Критика пространственно-временных кристаллов
- Патрик Бруно и Масаки Ошикава утверждали, что пространственно-временные кристаллы невозможны.
- Ватанабе и Ошикава показали, что дальний порядок в пространстве и времени невозможен в равновесии, но нарушение симметрии перемещения во времени возможно.
-
Реализация кристаллов времени
- В 2014 году Кшиштоф Саша предсказал поведение кристаллов с дискретным временем в периодически управляемой системе.
- В 2016 году Норман Яо и его коллеги предложили способ создания кристаллов дискретного времени в спиновых системах.
- Михаил Лукин и Кристофер Монро независимо реализовали эти идеи в 2017 году.
-
Диссипативные кристаллы времени
- В 2021 году Андреас Хеммерих продемонстрировал диссипативный временной кристалл в открытой системе.
- В 2022 году гамбургская группа под руководством Ханса Кесслера и Андреаса Хеммериха создала кристалл непрерывного диссипативного времени.
-
Эксперименты с кристаллами времени
- В 2016 году Кристофер Монро создал первый кристалл дискретного времени с ионами 171Yb+.
- Михаил Лукин создал управляемый кристалл времени с алмазом, легированным азотно-вакансионными центрами.
- В 2018 году группа из Университета Аалто наблюдала квазикристалл времени в сверхтекучем гелии-3.
- В 2021 году команда из Института интеллектуальных систем Макса Планка создала кристалл времени из магнонов.
- В 2021 году Google и другие команды создали кристаллы времени на квантовых процессорах.
- В 2022 году ученые из Калифорнийского университета и Мельбурнского университета провели новые эксперименты с кристаллами времени на квантовых процессорах.
-
Наблюдаемые колебания предельного цикла
- Колебания устойчивы к техническим и фундаментальным возмущениям
- Включают квантовый шум и флуктуации, связанные с диссипацией
-
Система и её состояние
- Конденсат Бозе–Эйнштейна в оптическом резонаторе
- Накачивался оптической стоячей волной, ориентированной перпендикулярно оси резонатора
- Находился в фазе сверхизлучения, локализованной в двух бистабильных основных состояниях
-
Авторы исследования
- Кристофер Монро из Мэрилендского университета
- Фрэнк Вильчек
- Группа Лукина в Гарвардском университете
- Норман Яо из Калифорнийского университета в Беркли
- Кшиштоф Саша из Ягеллонского университета в Кракове