Back بلورة الزمكان Arabic Времеви кристал Bulgarian Zeitkristall German Χρονοκρύσταλλος Greek Time crystal English Cristal de espacio tiempo Spanish کریستال زمان Persian Aikakide Finnish Cristal temporel French גביש זמן HE

Cristall de temps

En física de la matèria condensada, un cristall de temps és un sistema quàntic de partícules l'estat de més baixa energia és aquell en què les partícules es troben en moviment repetitiu. El sistema no pot perdre energia amb el medi ambient i aturar-se perquè ja es troba en el seu estat fonamental quàntic. Els cristalls de temps van ser proposats per primera vegada teòricament per Frank Wilczek el 2012 com un anàleg basat en el temps dels cristalls comuns, mentre que els àtoms dels cristalls es disposen periòdicament a l'espai, els àtoms d'un cristall de temps es disposen periòdicament tant en l'espai com en el temps.[1] Diversos grups diferents han demostrat la matèria amb evolució periòdica estable en sistemes que són impulsats periòdicament.[2][3] Pel que fa a l'ús pràctic, els cristalls de temps es podrien utilitzar algun dia com a memòria d'ordinador quàntica.[4]

L'existència de cristalls a la natura és una manifestació de la ruptura de simetria espontània, que es produeix quan l'estat de menor energia d'un sistema és menys simètric que les equacions que regeixen el sistema. En l'estat fonamental del cristall, la simetria translacional contínua a l'espai es trenca i es substitueix per la simetria discreta inferior del cristall periòdic. Com que les lleis de la física són simètriques sota translacions contínues en el temps i l'espai, l'any 2012 va sorgir la qüestió de si és possible trencar la simetria temporalment i crear així un "cristall de temps" que sigui resistent a l'entropia.[5]

Si es trenca una simetria de translació de temps discreta (que es pot realitzar en sistemes controlats periòdicament), llavors el sistema es coneix com un cristall de temps discret. Un cristall de temps discret no arriba mai a l'equilibri tèrmic, ja que és un tipus (o fase) de matèria no en equilibri. La ruptura de la simetria temporal només es pot produir en sistemes sense equilibri.[6] De fet, els cristalls de temps discrets s'han observat als laboratoris de física des del 2016. Un exemple d'un cristall de temps, que demostra una simetria temporal no equilibrada i trencada, és un anell d'ions carregats en rotació constant en un estat d'energia més baixa.[7]

Procés normal (procés N) i procés Umklapp (procés U). Mentre que el procés N conserva l'impuls del fonó total, el procés U canvia l'impuls del fonó.
  1. ↑ Zakrzewski, Jakub. «Viewpoint: Crystals of Time» (en anglès). physics.aps.org. APS Physics, 15-10-2012. Arxivat de l'original el 2 February 2017.
  2. ↑ Sacha, Krzysztof Physical Review A, 91, 3, 2015, pàg. 033617. arXiv: 1410.3638. Bibcode: 2015PhRvA..91c3617S. DOI: 10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN: 1050-2947.
  3. ↑ Richerme, Phil Physics, 10, January 18, 2017, pàg. 5. Bibcode: 2017PhyOJ..10....5R. DOI: 10.1103/Physics.10.5 [Consulta: 5 abril 2021].
  4. ↑ «Physicists Create World's First Time Crystal» (en anglès).
  5. ↑ Zakrzewski, Jakub. «Viewpoint: Crystals of Time» (en anglès). physics.aps.org. APS Physics, 15-10-2012. Arxivat de l'original el 2 February 2017.
  6. ↑ Richerme, Phil Physics, 10, January 18, 2017, pàg. 5. Bibcode: 2017PhyOJ..10....5R. DOI: 10.1103/Physics.10.5 [Consulta: 5 abril 2021].
  7. ↑ «Physicists Create World's First Time Crystal» (en anglès).

Developed by StudentB