بعد عامين من الفكرة ، يبلور العلماء الوقت ، ويفتحون مساحة جديدة
'يعالج العمل بعض الأسئلة الأساسية حول طبيعة المادة.'
البروفيسور شيفاجي سوندي ذكرت مجموعتان من الباحثين ، مقرهما في جامعة هارفارد وجامعة ميريلاند ، في دورية Nature في 9 مارس / آذار أنهما خلقتا `` بلورات زمنية '': شيء يبدو أنه منبثق مباشرة من الخيال العلمي ، يتميز بهياكل يتم فيها ترتيب الذرات والجزيئات عبر المكان والزمان. .
تم وضع الأساس النظري لوجود بلورات الزمن في عام 2015 من قبل البروفيسور شيفاجي سوندي ، الفيزيائي النظري في جامعة برينستون ، وطالبته فيديكا خيماني (التي كانت أيضًا جزءًا من فريق هارفارد الذي نشر في مجلة Nature) ، وأخيلياس لازاريدس ورودريتش موسنر من معهد ماكس بلانك في دريسدن ، ألمانيا.
في مقابلة عبر البريد الإلكتروني ، أوضح البروفيسور شيفاجي سوندي لـ Anuradha Mascaren أهمية بناء فئة من البلورات التي كان يُعتقد في السابق أنه من المستحيل تكوينها.
ما هي بلورات الوقت؟ لماذا من المهم أن تكون قد تم إنشاؤها؟
بلورات الوقت هي أنظمة يتم فيها استبدال دور الفضاء في البلورات العادية بالوقت. في البلورات العادية ، يظهر عدد كبير جدًا من الذرات - من حيث المبدأ عدد لانهائي - دورية في الفضاء ؛ بلورات الوقت تظهر دورية في الوقت المناسب. تكمن أهميتها في استبدال المكان بالزمن - وهو أمر جديد يحقق فكرة الحائز على جائزة نوبل فرانك ويلتشيك. نشأ مفهوم بلورات الوقت مع ويلتشيك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 1975. في البلورة العادية ، مثل ملح الطعام ، يتم ترتيب الذرات في نمط متكرر. التفاعلات بين الذرات المتجاورة تحافظ على البلورة جامدة وتمنعها من الذوبان إلى لا شيء عند أدنى اهتزاز. ألا ينبغي إذن أن يكون هناك بلورات تكسر التناظر الانتقالي في الوقت المناسب؟ تتحرك الذرات في الوقت المناسب ، ولكن بدلاً من التحرك بطريقة سلسة أو مستمرة ، فإنها تتحرك بطريقة دورية. كانت الفكرة التي أدت إلى الجدل حول ما إذا كان يمكن أن توجد مثل هذه البلورات.
بلورات عادية مقابل بلورات زمنية: قدم باحثو برينستون الفهم النظري الذي أدى إلى إنشاء بلورات زمنية تم الإبلاغ عنها في Nature بواسطة مجموعتين من الباحثين. الصورة: إميلي إدواردز ، جامعة ماريلاند عبر بيان صحفي من جامعة برينستون. كيف يغير الاكتشاف الجديد طرق التفكير في المادة؟
يعالج العمل بعض الأسئلة الأساسية حول طبيعة المادة. عادة ما يفكر المرء في المادة في حالة توازن - كيف تستقر عند تركها دون مساس. تلك التي تم إنشاؤها تنطوي على تفاعل مستمر مع العالم الخارجي ومع ذلك نجد أنها يمكن أن تظهر سلوكًا مميزًا للغاية ودقيقًا رياضيًا. هذا جديد لنظام الكم.
كيف كان الوقت الذي تم فيه تكوين البلورات؟ ماذا بعد هذا الاكتشاف؟
اكتشف عملنا الفيزياء الأساسية لكيفية عمل بلورات الوقت. يعتمد الاكتشاف على مجموعة من التطورات التي تتعلق بكيفية فهمنا للأنظمة المعقدة داخل وخارج التوازن - وهو أمر مهم بشكل أساسي لكيفية تفسير علماء الفيزياء لطبيعة العالم اليومي. تعتمد كلتا التجربتين على الكثير من العمل خلال العقد الماضي والمزيد على التحكم في أنظمة الكم الصغيرة. لذلك بينما جعلوا الأمر يبدو سهلاً ، كان هناك الكثير من العمل وراء ذلك. كلتا الورقتين 26 مؤلف بينهما! نتيجة لهذه الدراسات النظرية ، بدأت مجموعتان من المجربين في محاولة بناء بلورات الوقت في المختبر. استخدم الفريق الذي يتخذ من جامعة هارفارد مقراً له ، مجموعة تجريبية تضمنت إنشاء شبكة صناعية من الماس الاصطناعي. استخدم نهج مختلف في جامعة ماريلاند سلسلة من الجسيمات المشحونة تسمى أيونات الإيتربيوم.
أعتقد أننا سنرى المزيد من أطوار المادة الجديدة الناتجة عن هذا النوع من العمل التجريبي. لن تكون جميعها بلورات زمنية ولكنهم سيشاركون الميزة التي لا وجود لها إذا تُركت المادة بمفردها. قد تساعد أيضًا في نهاية المطاف في حماية المعلومات في الأجهزة المستقبلية المعروفة باسم أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
(مقتطفات محررة من المقابلة)
شارك الموضوع مع أصدقائك:
