Кристалл времени впервые удалось связать с внешней системой

Финские физики из Университета Аалто впервые продемонстрировали взаимодействие кристалла времени с внешним устройством. Эксперимент стал первым примером сопряжения такого состояния материи с оптомеханической системой и может иметь значение для разработки квантовых датчиков и технологий хранения информации.

Идея кристаллов времени была предложена в 2012 году физиком Франком Вильчеком. Речь идёт о квантовых системах, в которых структура повторяется не в пространстве, как у обычных кристаллов, а во времени. Экспериментальные подтверждения существования подобных состояний появились лишь спустя несколько лет, после чего они стали рассматриваться как особая форма упорядоченной материи.

В новой работе исследователи под руководством Юкки Мякинена показали, что параметры кристалла времени можно изменять с помощью внешнего воздействия. В их установке использовались радиоволны, которые приводили в движение магноны — квазичастицы в сверхтекучем гелии-3, охлаждённом почти до абсолютного нуля.

После отключения радиочастотного воздействия система самопроизвольно формировала кристалл времени. Он сохранял динамическое состояние в течение нескольких минут, после чего постепенно затухал до уровня, который уже невозможно было зарегистрировать.

Отдельное внимание исследователи уделили стадии распада структуры. В этот момент кристалл времени вступал во взаимодействие с механическим осциллятором. Изменения его амплитуды и частоты влияли на характер этого взаимодействия, что, по оценке авторов, соответствует явлениям оптомеханики.

Учёные отмечают, что наблюдаемые эффекты аналогичны тем, которые используются в высокоточных измерительных системах, включая установки для регистрации гравитационных волн. По их словам, снижение потерь энергии и настройка параметров осциллятора позволяют приблизить эксперимент к пределам квантового режима.

Авторы работы считают, что полученные результаты показывают возможность управляемого воздействия на кристаллы времени, которое ранее не рассматривалось как реализуемое. В перспективе это может быть использовано для развития квантовых технологий, включая системы памяти и высокоточные частотные стандарты.