Ученые впервые соединили кристалл времени с механическим прибором

Исследователи Университета Аалто осуществили соединение кристалла времени с механическим осциллятором, преодолев ограничение, которое считалось фундаментальным для подобных квантовых систем. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Кристаллы времени представляют собой квантовые структуры, существование которых предсказал нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек в 2012 году. Эти объекты находятся в состоянии минимальной энергии и совершают периодическое движение без внешней подпитки. Экспериментально их существование подтвердили в 2016 году.

Группа под руководством научного сотрудника Академии Йере Мякинена использовала сверхтекучий гелий-3, охлаждённый почти до абсолютного нуля. С помощью радиоволн в жидкость вводились магноны — квазичастицы, образующие коллективные возбуждения. После отключения радиоисточника магноны сформировали кристалл времени, сохранявший колебания на протяжении нескольких минут — около 100 миллионов циклов.

При затухании кристалл взаимодействовал с расположенным рядом механическим осциллятором. Характер этого взаимодействия зависел от частоты и амплитуды колебаний осциллятора и соответствовал закономерностям оптомеханики — раздела физики, применяемого в детекторах гравитационных волн.

Кристаллы времени сохраняют когерентность на несколько порядков дольше существующих квантовых систем. По словам Мякинена, это открывает перспективы их использования в качестве элементов памяти квантовых компьютеров и частотных эталонов для высокоточных измерительных приборов.

Источник: SciTechDaily