Независимое аналитическое интернет-издание "Искра" это право на информацию.

На главную страницу

Парольный вход для авторов.

автор: c до
Александр Березин — 23 августа 2013 года, 14:44: Возможность создания кристаллов времени поставлена под сомнение
Автор: Артур Фролов      Дата: 23.08.2013 14:41


     Увы, в свете квантовой механики вопрос приобретает чуть иное звучание. В 2012 году нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek) из Массачусетского технологического института (США) предположил, что квантовые пространственно-временные кристаллы могут добиться чего-то подобного. Это теоретические системы, которые испытывают периодические колебания, находясь в основном квантовом состоянии, то есть в таком состоянии с наименьшей энергией, меньше которого система уже просто не может иметь. Такой «кристалл» будет, по мысли автора идеи, представлять собой группу частиц в основном состоянии, однажды ускоренных и с тех пор двигающихся по кругу вечно.
     
     Ультраохлаждённые ионы бериллия, однажды запущенные во вращение, по мысли сторонников г-на Вильчека, никогда не остановятся, ибо их энергия и так самая низкая изо всех возможных.(Иллюстрация Xiang Zhang group.)
     
     Остановимся на слове «вечно». Поскольку частицы двигаются по кольцу, они будут повторять эту пространственно-временную конфигурацию до бесконечности, и даже тепловая смерть Вселенной не сможет остановить их: у системы нельзя отнять энергию, поскольку её и так уже меньше меньшего. То есть пространственно-временному (он же четырёхмерный) кристаллу нечего терять, кроме своих цепей, и перед нами, в теории, вечное движение на квантовомеханической основе.
     
     Ну да. Ну конечно... А ток в сверхпроводящем кольце? К тому же такое «вечное движение» открыли аж в 1911 году. Но кроме необходимости трат энергии на тепловое поддержание жидкого гелия, сверхпроводящее кольцо разительно отличается от четырёхмерных кристаллов ещё в одном. В кольце сверхпроводника двигаются куперовские пары электронов, взаимодействующих через фонон. А вот волновые функции таких пар однородны, то есть трансляционная симметрия там не нарушается.
     
     Но в кристалле Вильчека симметрия нарушается автоматически, как только мы предполагаем, что частицы в ней, с одной стороны, в основном состоянии, а с другой — двигаются. Поэтому они и называются кристаллами: процесс кристаллизации сопровождается спонтанным нарушением симметрии, и именно это кристалл Вильчека делает со временем.
     
     С тех пор был предложен эксперимент по реализации таких кристаллов. По кольцевой ионной ловушке предполагалось запустить ионы бериллия при температуре порядка миллиардной кельвина с помощью слабого магнитного поля. Поскольку ионы и так будут в основном состоянии, то затормозить их (отняв энергию, а как иначе?) явно не получится, и вращение будет вечным.
     
     Физик Патрик Бруно (Patrick Bruno) из исследовательского ускорительного комплекса ESRF (Франция) ринулся спасать остатки нашего с вами здравого смысла, интуитивно понимающего, что этой ужасной вещи просто не может быть, но не умеющего изложить, почему.
     
     В 1964 году другой нобелевский лауреат, Вальтер Кон, продемонстрировал, что изолятор полностью нечувствителен к магнитным силовым линиям. Поскольку кристаллы пространства-времени являются по гипотетической структуре вигнеровскими кристаллами, а вигнеровские кристаллы — изоляторы, то попытка показать, что слабое магнитное поле может заставить такую систему начать вращение, по мнению Патрика Бруно, будет «безнадёжно обречённым предприятием».
     
     Беда в том, что это объяснение позволяет лишь заявить: не работает одна схема пространственно-временного кристалла. Попробовать инициировать движение группы частиц в основном состоянии по кольцу можно и каким-то иным образом. На это у г-на Бруно есть такой ответ.
     
     «Только будущие достижения в этой области (или их отсутствие) позволят нам сказать, является ли моя работа последним словом, которым мы ответим на вопрос о существовании квантовых временных кристаллов, — считает исследователь. — Ну а пока ясно лишь то, что моя работа показывает нереализуемость временных кристаллов для всех реалистичных моделей или механизмов, предложенных на сегодня. Так что до следующих новых идей в этой области я считаю тему закрытой. Не могу исключить, что кто-то выдвинет альтернативное предложение, находящееся за пределами ограничений моей теоремы. Однако соображения, основанные на возражении по сохранению энергии, предполагают, что временной кристалл, то есть поведение, при котором в основном состоянии продолжается движение, в общем случае невозможен».
     
     Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.
     
     Подготовлено по материалам Phys.Org.


Автор: Артур Фролов прочтений: 2666 оценки: 0 от 0
© Свидетельство о публикации № 9240
  Цена: 1 noo



Ваши комментарии

Пароль :

Комментарий :

Осталось символов
Доступна с мобильного телефона
Чат
Опросы
Музыка
Треки
НеForМат
Академия
Целит
Юрпомощь


О сервере


О проекте
Юмор
Работа
О нас

Earn&Play
Для контактов
skype:noo.inc


Этот сайт посвящен Георгию Гонгадзе, символу борьбы за свободу, журналисту, патриоту, человеку... Ukraine NBU Hrivnya rate
Russian ruble rate
Noo Web System



Редакция за авторские материалы ответственности не несет
стать автором
Micronoo Links Neformat Links Noo Links Chess Links Forex Links Weapon Links

Идея и разработка
компании NOO
На сайт разработчика