اكتشاف بلورات الزمن الجديد

ظهر مؤخرًا شكل غريب من المادة يسمى بلورة الزمن في موقعين جديدين. ابتكر العلماء مثل هذه البلورة في فوسفات الأمونيوم الأحادي ، كما ورد في عدد مايو من مجلة Physical Review Letters ، وقامت مجموعة أخرى بإنشائها في وسط سائل يحتوي على جزيئات على شكل نجمة ، ظهر هذا المنشور في مجلة Physical Review.

على عكس الأمثلة الأخرى المعروفة ، بلور الزمن من فوسفات الأمونيوم الأحادي ، تم تصنيعه من مادة صلبة ذات بنية فيزيائية منظمة ، أي الكريستال التقليدي. تم تشويش بقية المواد التي تشكلت منها البلورات حتى الآن. ابتكر العلماء بلورات الزمن لأول مرة في عام 2016. أحدهما مصنوع من الماس به عيوب ، والآخر مصنوع باستخدام سلسلة من أيونات الإيتربيوم.

البلورات العادية مثل الملح والكوارتز هي أمثلة على بلورات مكانية ثلاثية الأبعاد مرتبة. تشكل ذراتهم نظامًا متكررًا معروفًا للعلماء لعقود. بلورات الوقت مختلفة. تهتز ذراتهم بشكل دوري أولاً في اتجاه واحد ثم في الاتجاه الآخر ، متحمسًا بقوة مغناطيسية نابضة (الرنين). تسمى "القراد".

يتم احتواء التكتكة في بلورة الوقت ضمن تردد معين ، على الرغم من أن النبضات المتفاعلة لها صدى مختلف. على سبيل المثال ، كانت الذرات في زمن البلورات التي تمت دراستها في إحدى تجارب العام الماضي تدور بتردد نصف تردد نبضات المجال المغناطيسي المؤثر عليها.

يقول العلماء إن فهم بلورات الوقت يمكن أن يؤدي إلى تحسينات في الساعات الذرية والجيروسكوبات ومقاييس المغناطيسية ، ويساعد في إنشاء تكنولوجيا الكم. أعلنت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA) عن تمويلها للبحث في أحد أغرب الاكتشافات العلمية في السنوات الأخيرة.

- قال رئيس برنامج DARPA لـ Gizmodo ، الدكتورة روزا اليندا لوكاشيف. وقالت إن تفاصيل هذه الدراسات سرية. لا يسع المرء إلا أن يستنتج أن هذا جيل جديد من الساعات الذرية ، وهو أكثر ملاءمة وثباتًا من المرافق المختبرية المعقدة المستخدمة حاليًا. كما تعلم ، يتم استخدام مثل هذه أجهزة ضبط الوقت في العديد من الأنظمة العسكرية المهمة ، بما في ذلك ، على سبيل المثال ، نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

الحائز على جائزة نوبل فرانك ويلتشيك

قبل أن يتم اكتشاف البلورات فعليًا ، تم تصورها نظريًا. تم اختراعه قبل بضع سنوات من قبل أمريكي حائز على جائزة نوبل. فرانك ويلتشيك. باختصار ، فكرته هي كسر التناظر ، كما هو الحال مع انتقالات الطور. ومع ذلك ، في بلورات الزمن النظري ، سينكسر التناظر ليس فقط في ثلاثة أبعاد مكانية ، ولكن أيضًا في البعد الرابع - في الوقت المناسب. وفقًا لنظرية ويلكزيك ، فإن البلورات الزمنية لها بنية متكررة ليس فقط في الفضاء ولكن أيضًا في الزمان. المشكلة هي أن هذا يعني اهتزاز الذرات في الشبكة البلورية ، أي الحركة بدون مصدر طاقةما اعتبره الفيزيائيون مستحيلاً ومستحيلاً.

في حين أننا ما زلنا لا نعرف البلورات التي أرادها المنظر الشهير وربما لن يفعل ذلك أبدًا ، فقد بنى الفيزيائيون في جامعة ماريلاند وجامعة هارفارد في عام 2016 بلورات زمنية "غير متصلة" (أو منفصلة). هذه هي أنظمة الذرات أو الأيونات التي تظهر حركة جماعية ودورية ، وتتصرف مثل حالة جديدة من المادة لم تكن معروفة من قبل ، ومقاومة لأدنى الاضطرابات.

على الرغم من أنه ليس بالأمر غير المعتاد مثل البروفيسور. Wilczek ، بلورات الوقت المكتشفة حديثًا مثيرة للاهتمام بما يكفي لجذب الاهتمام العسكري. ويبدو أنه مهم بما فيه الكفاية.