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量子物理大发现 两“时间晶体”史上首次连结 如永动机!
文章来源: 新头壳 于
2022-06-29 09:46:41
- 新闻取自各大新闻媒体,新闻内容并不代表本网立场!
时间晶体示意图。 图:微博
最新科学期刊发表文章,在一次的实验中创造出了两个时间晶体,第一次让它们互相接触时,它们共存了超过15
分钟。内容称,时间晶体不仅能被造出来,未来还有希望应用于各种设备中。
根据《自然·通讯》(Nature
Communications)期刊的一份研究称,团队正在研究的时间晶体包括了称作磁振子(magnons)的准粒子(quasiparticle)。而所谓晶体,就是内部结构都按照特定规律重複排布的物质,像是盐、雪花;而时间晶体就是内部的结构按照一定的时间规律重複的物质。这次实验将两个时间晶体互相接触,学者观察到了它们共存了超过
15 分钟,这是史上首次两个时间晶体连结在一起。
此研究计划的学者,英国兰卡斯特大学的物理学家沙穆里·奥地博士(Samuli
Autti)说:“每个人都知道永动机是不可能发生的。但是,在量子物理当中,只要我们闭上眼睛,永动机是可能发生的。藉由潜入这个裂缝中,我们就可以制作时间晶体。”奥蒂提到的事量子力学中的海森堡(Heisenberg)测不准原理(不确定性原理),原理认为粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性越小,则动量的不确定性越大,反之亦然。
所以实验中,其一的量子系统一旦被测量到,另一方的系统波函数就会无法测量,所以理论上时间晶体只能以单一个体存在。但在这次实验中,不仅造出了两个时间晶体,而且让它们维持了十几分钟。
研究人员把氦3(Helium-3)冷却到 0.0001K
的低温,使其成为超流体,等同于毫无摩擦力,粒子间的摩擦运动不会损失动能。并在超流体内造出了两个时间晶体让它们接触,研究人员观察到它们在接近约
1,000 秒后,波函数才坍塌。
奥地表示:“最终结果发现,当两个时间晶体放在一起时能短暂连结,而且我们也知道时间晶体可以在室温下存在。”同时对之后的后续研究表示乐观,未来期望在量子运算、量子资讯处理等领域运用,但要如何实际运用还需时间证明。
英国兰卡斯特大学物理学家沙穆里·奥地博士(Samuli
Autti)。 图:英国兰卡斯特大学网站
氦3原子示意图,包含原子核中的两个质子、一个中子和外围绕原子核旋转的两个电子。 图:中文百科知识
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