Финские физики совершили важный шаг в работе с экзотическими квантовыми объектами. Им удалось подключить кристалл времени к внешней системе — это первое подобное достижение в мире.

Кристаллы времени — странные квантовые системы, которые постоянно повторяют свои движения без внешнего источника энергии. Теоретически их существование предсказал нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек еще в 2012 году. Практическое подтверждение пришло в 2016-м.

До сих пор никто не мог подключить такой кристалл к чему-то внешнему. Проблема в том, что вечное движение сохраняется только без вмешательства извне. Финские ученые обошли это ограничение.

Охладив сверхтекучий гелий-3 почти до абсолютного нуля, физики использовали радиоволны для создания магнонов — групп частиц, ведущих себя как единое целое. После отключения радионакачки магноны сформировали кристалл времени, который колебался несколько минут после затухания. В процессе затухания кристалл времени вступил во взаимодействие с расположенным рядом механическим осциллятором. Это и стало прорывом — первым подключением кристалла времени к внешней системе.

Йере Мякинен, ведущий автор исследования, поясняет: изменения частоты кристалла полностью аналогичны оптомеханическим явлениям. Такие же принципы используют в гравитационно-волновых обсерваториях типа LIGO.

Перспективы применения впечатляют. Кристаллы времени живут на порядки дольше обычных квантовых систем. Это делает их идеальными кандидатами для квантовой памяти — самого слабого места современных квантовых компьютеров.

Также их можно использовать как частотные гребенки в сверхчувствительных измерительных приборах. Осталось оптимизировать систему — уменьшить потери энергии и увеличить частоту осциллятора. Тогда установка достигнет границы квантового мира.