Forskere har netop taget endnu et skridt mod praktiske tidskrystaller. Nyt eksperimentelt arbejde gjorde det muligt at opnå en tidskrystal ved stuetemperatur i et system, der ikke er isoleret fra miljøet. Dette, siger forskerne, baner vejen for at skabe tidskrystaller i chipskala, der kan bruges i virkelige omgivelser, langt fra det dyre laboratorieudstyr, der er nødvendigt for at understøtte deres drift.
Tidskrystaller, nogle gange også kaldet rum-tidskrystaller, hvis eksistens først blev bekræftet for få år siden, er lige så fascinerende som deres navn. De er en stoffase, der minder meget om almindelige krystaller, med en meget vigtig yderligere egenskab. I almindelige krystaller er atomerne arrangeret i en fast tredimensionel gitterstruktur – et godt eksempel er atomgitteret af diamant eller kvarts. Disse gentagne gitter kan variere i konfiguration, men inden for en given formation bevæger de sig ikke ret meget, de gentager sig kun rumligt.
I midlertidige krystaller opfører atomer sig lidt anderledes. De svinger, roterer først i én retning og derefter i en anden. Disse svingninger er faste ved en regelmæssig og specifik frekvens. Hvis strukturen af almindelige krystaller gentages i rummet, så gentages den i tidskrystaller i rum og tid. Forskere bruger ofte Bose-Einstein-kondensater af magnon-kvasipartikler til at studere tidskrystaller. De skal opbevares ved ekstremt lave temperaturer, meget tæt på det absolutte nulpunkt. Dette kræver meget specialiseret, sofistikeret laboratorieudstyr.
I hans nye forskning videnskabsmænd skabte en midlertidig krystal uden underafkøling. Deres tidskrystaller var helt optiske kvantesystemer skabt ved stuetemperatur. For at bevare systemets integritet ved stuetemperatur brugte holdet selvinjektionslåsning, en teknik, der sikrer, at en specifik optisk frekvens opretholdes ved laserudgangen. Det betyder, at systemet kan flyttes ud af laboratoriet og bruges til feltanvendelser, siger forskerne.
Ud over potentielle fremtidige undersøgelser af tidskrystalegenskaber såsom faseovergange og tidskrystalinteraktioner, kan systemet bruges til nye målinger af selve tiden. Tidskrystaller kan integreres i kvantecomputere.
Læs også: