Tim naučnika je pomoću ugljenika-13 i NV centara u dijamantu stvorio rondeau vremenski kristal — novu fazu materije koja spaja dugoročan temporalni red i kratkotrajne mikropokrete. Eksperiment kombinuje lasersku polarizaciju, mikro-talase i "spin-locking" pulsove, a istraživači su čak kodirali informacije u tajming pulsova koristeći ASCII. Koncept je prenosiv na druge kvantne platforme, iako praktične primene još nisu ostvarene.
Rondeau vremenski kristal: dijamant kao kvantni simulator stvara novu fazu materije
Scientists Created a New Phase of MatterMina De La O - Getty Images
Istraživači su iskoristili dijamant kao kvantni simulator i kreirali novu, egzotičnu fazu materije — rondeau vremenski kristal — koja kombinuje dugoročan temporalni poredak sa kratkotrajnim mikropokretima koji deluju haotično.
Vremenski kristali su kvantne faze koje se periodično ponavljaju u vremenu, za razliku od uobičajenih kristala čija atomska rešetka ponavlja strukturu u prostoru. Predloženi su teorijski 2012. godine i već su predmet intenzivnih istraživanja zbog potencijala da unaprede kvantnu memoriju i stabilnost kvantnih sklopova.
U eksperimentu opisanom u časopisu Nature Physics (izveštava Phys.org), tim sa University of California, Berkeley i saradnicima radio je sa atomima ugljenika-13 u dijamantu koji sadrži defekte poznate kao nitrogen-vacancy (NV) centri. Ovi NV centri, kada se osvetle laserima, omogućavaju polarizaciju spinova; kombinovanjem mikro-talasa, zaštitnih "spin-locking" pulsova i strateški tempiranih pulsova za preokretanje polarizacije, istraživači su stabilizovali periode i varijacije potrebne za rondeau ponašanje.
Autorska inspiracija: naziv "rondeau" potiče iz muzičkog oblika (rondo), gde se ponavljajuća tema isprepliće sa varijacijama. Kako objašnjava Leo Moon, doktorant i jedan od koautora, motivacija je povezivanje urednosti i varijacije u umetnosti sa koegzistencijom reda i lokalne nasumičnosti u materiji.
"Motivacija za ovo istraživanje proističe iz načina na koji se urednost i varijacije koegzistiraju u umetnosti i prirodi," rekao je Leo Moon za Phys.org.
Tim je dodatno demonstrirao kontrolu nad temporalnim obrascima tako što je u tajming pulsova ugrađivao informacije korišćenjem ASCII kodiranja — pokazatelj precizne manipulacije vremenskim fazama. Autori naglašavaju da, iako je eksperiment izveden na nuklearnim spinovima u dijamantu, koncept može da se primeni na širok spektar kvantnih simulatora i platformi.
Iako trenutno ne postoji neposredna praktična primena ovog otkrića, eksperimenti otvaraju novo polje za proučavanje temporalnog poretka i mogu dugoročno doprineti razvoju robusnijih kvantnih tehnologija.
Reference: Studija u Nature Physics, izveštaj Phys.org.
Pomozite nam da budemo bolji.
