Исследователи из Университета Аалто (Финляндия) под руководством Джере Мякинена впервые соединили кристалл времени с внешней системой. Считается, что кристаллы времени представляют собой новый вид состояния материи, при котором периодически меняется его структура без выделения или поглощения энергии.

Изображение: Grok ai

Ранее считалось, что такой эксперимент невозможен как раз из-за фундаментальной природы таких объектов. Кристаллы времени существуют в состоянии с минимальной энергией и совершают вечное движение без внешнего воздействия, то есть любое наблюдение или контакт разрушает их.

Эксперимент проводился с гелием-3, охлаждённым до температуры, близкой к абсолютному нулю. С помощью радиоволн учёные ввели в эту сверхтекучую среду (квантовое состояние вещества, возникающее при сверхнизких температурах, характеризующееся полным отсутствием внутреннего трения) магноны. Это квазичастицы, которые после отключения внешнего сигнала сформировали кристалл времени. Он просуществовал несколько минут (108 циклов), что для квантовых систем исключительно долго.

Экспериментальная установка. Источник изображения: scitechdaily.com

В процессе распада кристалл «установил связь» с механическим осциллятором. Взаимодействие подчинялось законам оптомеханики, то есть тем же, что используются в детекторе гравитационных волн LIGO. Таким образом, учёные смогли регулировать свойства кристалла через эту связь.

Кристаллы времени существуют на порядки дольше, чем квантовые системы, используемые сегодня в вычислениях. Это делает их перспективными для создания стабильной памяти в квантовых компьютерах. Другим возможным применением могут стать частотные гребёнки для сверхчувствительных измерительных приборов. Исследование опубликовано в Nature Communications.