Австрійські науковці довели, що час може мати фізичну форму

Науковці з Віденського технічного університету (TU Wien) виявили, що так звані «кристали часу» можуть виникати навіть за умов, де їхня поява вважалася неможливою. Результати дослідження опубліковано в журналі Phys­i­cal Review Let­ters.

Зазвичай, ритми у природі — наприклад, зміна пір року чи коливання маятника — зумовлені зовнішніми чинниками. Але в деяких квантових системах ритм може виникати спонтанно, без зовнішнього «такту». Ці самозароджувані часові коливання і називають кристалами часу — упорядкованими структурами, які повторюються не в просторі, як звичайні кристали, а в часі.

Досі вважалося, що такі структури можуть з’являтися лише в особливих системах, наприклад у надохолоджених квантових газах, де вплив випадкових флуктуацій мінімальний. Але дослідження докторанта Фелікса Руссо з Інституту теоретичної фізики TU Wien та його керівника професора Томаса Поля показало протилежне: саме квантові кореляції між частинками, які раніше вважали перешкодою, можуть стабілізувати кристали часу.

Кореляції між квантовими частинками призводять до ритмічного сигналу – без необхідності зовнішнього ритму для встановлення темпу. Джерело: TU Wien

Як пояснюють дослідники, у двовимірній решітці частинок, утримуваних лазерними променями, виникають коливання станів — не через зовнішній сигнал, а завдяки взаємодії частинок між собою. Це колективна поведінка, яка не зводиться до дій окремих частинок — подібно до того, як дим від свічки може спонтанно утворювати серію димових кілець без зовнішнього ритму.

Таке відкриття відкриває новий погляд на квантові багаточастинкові системи та може мати значення для розробки нових квантових технологій, зокрема надточних методів вимірювання та керування квантовими станами.