Devrim Niteliğindeki Zaman Kristali Sistemi Kuantum Kurallarına Dayanıyor

Devrim Niteliğindeki Zaman Kristali Sistemi Kuantum Kurallarına Dayanıyor

Devrim Niteliğindeki Zaman Kristali Sistemi Kuantum Kurallarına Dayanıyor

Görünüşe göre fizik yasalarına meydan okuyan bir deneyde, bilim insanları ilk kez kristal iki cisim sistemini yarattılar ve bunun kuantum hesaplamanın geleceği için bazı inanılmaz etkileri olabilir.

Nature Communications dergisinde dün yayınlanan bir makalede, Birleşik Krallık, Rusya ve Finlandiya’dan araştırmacılar, bir süper akışkan içinde nasıl iki zaman kristali yarattıklarını anlattılar.

Bu durumda, nadir bir helyum izotopu, mutlak sııfırın altında yaklaşık on binde birine soğutuldu ve onları birbirine değdirmek için bir araya getirerek klasik fiziğe değil, kuantum kurallarına dayanan birleştirilmiş bir sistem yarattılar.

Çalışmanın baş yazarı EPSRC Üyesi Dr Samuli Autti, “İkisini bir araya getirmenin çok güzel sonuç verdiği ortaya çıktı” dedi. “.”

“Zaman kristalleri” kulağa bir Indiana Jones filminden fırlamış gibi gelebilir ama aslında bundan çok daha harikalar. Bilim insanlarını biraz şaşırtan, o tuhaf kuantum fenomenlerinden biri 2012’de önerildi ve uzun bir süre boyunca tamamen teorik oldukları varsayıldı.

Bilim camiasının , 2017’de iki ayrı araştırma ekibinin bazı gerçek yaşam zaman kristallerinin keşfini duyurduğundaki toplu sürprizini hayal edin. O zamandan beri, gizemli küçük nesneler, son teknoloji kuantum bilgisayarlardan günlük bir çocuk oyuncağına kadar her yerde ortaya çıktı.

Ama zaman kristalleri tam olarak nedir? Nasıl düşündüğünüze bağlı olarak, ya tam olarak göründükleri gibiler ya da hiç öyle değiller. Normal, zamansız bir kristal – zümrüt veya kar tanesi gibi bir şey – düzenli, tekrar eden atomik yapısıyla tanımlanır. Örneğin bir elmas mikroskop altında şöyle görünür:

Son derece simetriktir: yapının boşluğunda nerede olursanız olun, desen aynı olacaktır. Ve zaman kristalleri aynıdır; ancak yapının boşluğunda değil, zamanda tekrar etmesi dışında.

Adlarının mükemmel bir anlam ifade ettiği zaman kristallerini anlamanın yolu budur: onlar normal bir kristalin zaman analoğudur. Biraz daha kafa karıştırıcı yön, bunun gerçekte nasıl göründüğünü hayal etmeye çalıştığınızda ortaya çıkar.

Araştırmaya dahil olmayan Google Quantum AI araştırma bilim insanları Pedram Roushan ve Kostyantyn Kechedzhi, “Diyelim ki, Hubble Teleskobuyla belirli bir süre boyunca yörüngesini her bitirdiğinde bir gezegenin ve onun yörüngesindeki uydusunun fotoğraflarını çektiniz. Uydu yörüngesini tekrar, tekrar, tekrarladığında bu resimlerin hepsi aynı görünecektir.” dedi.

Ama “ya bir gezegen sistemi ve uydularının entropiyi hiç artırmadan periyodik olarak yörüngelerini tekrarlayabildikleri birçok uydu varsa? Bu konfigürasyon (belli ki elde edilmesi zor) bir zaman kristali olarak kabul edilebilir.”

Başka bir deyişle, bir zaman kristali aslında bir kristal değildir; en azından, onları düşünmeye alıştığımız şekilde değil. Bu, maddenin yeni bir aşamasıdır, aynı anda kararlıdır ve aynı anda sürekli evrim halindedir ve her zaman periyodik olarak aynı kalıba geri döner.

“Ve bu… mantıklı olmamalı. Sürekli hareket makinelerinin imkansız olduğunu herkes biliyor. Ancak, kuantum fiziğinde gözlerimizi kapalı tuttuğumuz sürece sürekli hareket sorun değildir.”

“Bu çatlaktan gizlice geçerek zaman kristalleri yapabiliriz” diye açıkladı.

Ancak bir zaman kristali iki cisim sisteminin yaratılması, fizik yasalarını aldatmanın bir yolundan daha fazlasıdır. Bir kuantum bilgisayarın temel yapı taşı, “iki seviyeli sistem” olarak adlandırılan bir şeydir; ki bu, yaygın olarak hesaplamada bir sonraki büyük sıçrama olarak kabul edilir.

İki bağımsız kuantum durumunun süperpozisyonunda var olan bir kuantum sistemidir. Ve bu, tam olarak araştırmacıların inşa ettiği şeydir: “Deneylerimizde, spin-dalga yarı parçacıklardan oluşan iki eşleştirilmiş zaman kristali… makroskopik iki seviyeli bir sistem oluşturuyor” diye açıklıyor yazdıkları makale.

Yazarlar, “Doğrusal olarak doğrusal olmayan bir geri bildirim tarafından belirlendiği gibi, iki seviye zaman içinde gelişir ve spontane iki seviyeli dinamikler oluşturmamıza izin verir” diye devam ediyor. “[The] magnon zaman kristalleri, deneyin tek bir çalışmasında kuantum-uyumlu etkileşimlerin her yönüne ve detayına erişime izin verir.”

Ve bu, gelecek için bazı heyecan verici olasılıklar sunuyor. Genel olarak konuşursak, kuantum bilgisayarlar aşırı soğuk sıcaklıklara dayanır. Örneğin Google’daki sıcaklık, evrendeki en soğuk yerden kelimenin tam anlamıyla daha soğuk olan 50 millikelvin’in altında tutulur.

Ancak Autti, “zaman kristallerinin oda sıcaklığında da var olduğunu zaten biliyoruz” dedi ve bu nedenle bu iki gövdeli sistemin keşfi, süper soğutma olmadan çalışabilen kuantum bilgisayarları yapmanın bir yolunu sağlayabilir.

Ve bu… son derece heyecan verici olurdu.

Derleyen: Feyza ÇETİNKOL

Bilim İnsanları Robot Üzerinde Bir İnsan Parçasını Büyüttü

/Devrim Niteliğindeki Zaman Kristali Sistemi Kuantum Kurallarına Dayanıyor/

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
29 + 6 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Çok Okunan Yazılar