Em 2012, o físico do MIT Frank Wilczek observou que as leis da física também têm simetria temporal. Isso significa que qualquer experimento repetido posteriormente deve dar o mesmo resultado. Wilczek fez uma analogia com os cristais normais, mas na dimensão do tempo, chamando essa simetria espontânea de quebra de tempo de cristal do tempo. Depois de alguns anos, os físicos finalmente conseguiram construí-lo.
“Os cristais do tempo cobrem parte da fronteira entre os dois mundos. Talvez possamos aprender como remover a fronteira estudando os cristais do tempo em detalhes.”, disse Samuli Autti, principal cientista do projeto na Lancaster University, no Reino Unido.
No novo estudo, Autti e sua equipe usaram "magnons" para criar seu cristal do tempo. Magnons são quasipartículas que surgem no estado coletivo de um grupo de átomos. Nesse caso, um grupo de físicos pegou o hélio-3 (um átomo de hélio com dois prótons, mas apenas um nêutron) e o resfriou a dez milésimos de grau acima do zero absoluto. A essa temperatura, o hélio-3 se transformou em um condensado de Bose-Einstein, onde todos os átomos têm um estado quântico comum e trabalham em conjunto. Nesse condensado, todos os spins dos elétrons do hélio-3 estão ligados e trabalham juntos, gerando ondas de energia magnética - magnons. Essas ondas se espalharam infinitamente para frente e para trás, transformando-se em um cristal do tempo.
A equipe de Autti pegou dois grupos de magnons, cada um operando como um cristal do tempo separado, e os aproximou o suficiente para que pudessem influenciar um ao outro. O sistema combinado de magnons atuou como um cristal de tempo com dois estados distintos.
O objetivo deste experimento é criar um sistema de trabalho estável de cristais de tempo que possa ser usado para computação quântica. Nos sistemas computacionais clássicos, a unidade básica de informação é um bit, que pode assumir o estado 0 ou 1, enquanto na computação quântica, cada "qubit" pode estar em mais de um lugar ao mesmo tempo, permitindo que muitos mais cálculos sejam feitos. ser realizado.
"Isso pode significar que os cristais do tempo podem ser usados como um bloco de construção para dispositivos quânticos que também funcionam fora do laboratório. Em tal empreendimento, o sistema de dois níveis criado por nós será o principal alicerce.", - disse Autti.
Este trabalho está atualmente muito longe de um computador quântico funcional, mas abre interessantes direções de pesquisa. De fato, os físicos criaram um sistema de dois cristais de tempo conectados, que são estranhos sistemas quânticos presos em um loop infinito ao qual as leis normais da termodinâmica não se aplicam. Se os cientistas puderem manipular um sistema de dois cristais de tempo sem destruir seus estados quânticos, eles poderiam construir sistemas de cristais de tempo maiores que seriam verdadeiros dispositivos de computação.
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