Forskare har precis tagit ytterligare ett steg mot praktiska tidskristaller. Nytt experimentellt arbete gjorde det möjligt att erhålla en tidskristall vid rumstemperatur i ett system som inte är isolerat från omgivningen. Detta, säger forskarna, banar väg för att skapa tidskristaller i chipskala som kan användas i verkliga miljöer, långt från den dyra laboratorieutrustning som behövs för att stödja deras drift.
Tidskristaller, ibland även kallade rum-tidskristaller, vars existens bekräftades för bara några år sedan, är lika fascinerande som deras namn. De är en fas av materia som är mycket lik vanliga kristaller, med en mycket viktig ytterligare egenskap. I vanliga kristaller är atomerna ordnade i en fast tredimensionell gitterstruktur - ett bra exempel är atomgittret av diamant eller kvarts. Dessa repeterande gitter kan variera i konfiguration, men inom en given formation rör de sig inte särskilt mycket, de upprepas bara spatialt.
I tillfälliga kristaller beter sig atomer lite annorlunda. De svänger, roterar först i en riktning och sedan i en annan. Dessa svängningar är fixerade vid en regelbunden och specifik frekvens. Om strukturen hos vanliga kristaller upprepas i rymden, så upprepas den i tidskristaller i rum och tid. Forskare använder ofta Bose-Einstein-kondensat av magnon-kvasipartiklar för att studera tidskristaller. De måste förvaras vid extremt låga temperaturer, mycket nära absolut noll. Detta kräver mycket specialiserad, sofistikerad laboratorieutrustning.
I hans nya forskning forskare skapade en tillfällig kristall utan underkylning. Deras tidskristaller var helt optiska kvantsystem skapade vid rumstemperatur. För att upprätthålla systemets integritet vid rumstemperatur använde teamet självinsprutningslåsning, en teknik som säkerställer att en specifik optisk frekvens bibehålls vid laserutgången. Detta innebär att systemet kan flyttas ut från labbet och användas för fälttillämpningar, säger forskarna.
Förutom potentiella framtida studier av tidskristallegenskaper som fasövergångar och tidskristallinteraktioner, kan systemet användas för nya mätningar av själva tiden. Tidskristaller kan integreras i kvantdatorer.
Läs också: