Acabou de ser dado mais um passo em direção aos cristais de tempo, que podem vir a ser utilizados para aplicações práticas.
Um novo trabalho experimental produziu um cristal do tempo com temperatura ambiente, num sistema que não está isolado do seu meio ambiente.
Segundo os investigadores, esta experiência abre caminho para cristais de tempo do tamanho de um chip, que podem ser utilizados em cenários do mundo real, longe do equipamento de laboratório dispendioso, necessário para os manter em funcionamento, relata a Science Alert.
“Quando o seu sistema experimental tem troca de energia com o seu ambiente, a dissipação e o ruído trabalham de mãos dadas para destruir a ordem temporal“, explica Hossein Taheri, engenheiro da Universidade da Califórnia, em Riverside.
“Na nossa plataforma fotónica, o sistema estabelece um equilíbrio entre o ganho e a perda para criar e preservar cristais temporais“, acrescenta.
Os cristais do tempo, também chamados de cristais do espaço-tempo, e apenas confirmados como realmente existentes há alguns anos, são tão fascinantes como o nome sugere. São uma fase da matéria que se assemelha muito aos cristais regulares, com uma propriedade adicional muito significativa.
Nos cristais regulares, os átomos constituintes estão dispostos numa estrutura de grade fixa tridimensional — a grade atómica de um diamante ou cristal de quartzo é um bom exemplo.
Estas grades repetidas podem diferir em configuração, mas dentro de uma dada formação não se movem muito — apenas se repetem no espaço.
Com cristais de tempo, os átomos comportam-se de forma um pouco diferente. Eles oscilam, girando primeiro numa direção, e depois na outra.
Estas oscilações — chamadas “ticking” — são bloqueadas a uma frequência regular e particular. Onde a estrutura dos cristais regulares se repete no espaço, nos cristais do tempo repete-se no espaço e no tempo.
Para estudar os cristais do tempo, os cientistas utilizam condensados de Bose-Einstein de quasipartículas magnéticas.
Estes têm de ser mantidos a temperaturas extraordinariamente baixas, muito próximas do zero absoluto. Isto requer equipamento de laboratório bastante especializado e sofisticado.
No estudo de Taheri, publicado na Nature Communications, os investigadores criaram um cristal de tempo sem o arrefecimento anteriormente usado. Os seus cristais de tempo eram sistemas quânticos totalmente óticos, criados à temperatura ambiente.
Primeiro, levaram um pequeno microresonador, um disco feito de vidro de fluoreto de magnésio com apenas um milímetro de diâmetro. Depois, bombardearam-no com dois lasers.
Os picos subarmónicos autopreservantes (solitons) resultantes das frequências geradas pelos dois lasers indicavam a criação de cristais de tempo.
O sistema cria uma “armadilha” de grades rotativas para os solitões óticos, que depois apresentam a periodicidade.
Para manter o sistema à temperatura ambiente, a equipa utilizou o bloqueio por auto-injeção, uma técnica que assegura que a saída do laser mantém uma certa frequência ótica. Isto significa que o sistema poderia ser movido para fora do laboratório e utilizado para aplicações exteriores, de acordo com os investigadores.
Para além de potenciais explorações futuras das características dos cristais de tempo, tais como transições de fase, o sistema poderia ser utilizado para efetuar novas medições do próprio tempo. Os cristais de tempo poderiam mesmo ser integrados, um dia, em computadores quânticos.
“Esperamos que este sistema fotónico possa ser utilizado em fontes de radiofrequência compactas e leves, com estabilidade superior, bem como em precisão na medição do tempo“, concui Taheri.
https://zap.aeiou.pt/cristais-de-tempo-estao-mais-perto-de-existir-fora-do-laboratorio-463207
Um novo trabalho experimental produziu um cristal do tempo com temperatura ambiente, num sistema que não está isolado do seu meio ambiente.
Segundo os investigadores, esta experiência abre caminho para cristais de tempo do tamanho de um chip, que podem ser utilizados em cenários do mundo real, longe do equipamento de laboratório dispendioso, necessário para os manter em funcionamento, relata a Science Alert.
“Quando o seu sistema experimental tem troca de energia com o seu ambiente, a dissipação e o ruído trabalham de mãos dadas para destruir a ordem temporal“, explica Hossein Taheri, engenheiro da Universidade da Califórnia, em Riverside.
“Na nossa plataforma fotónica, o sistema estabelece um equilíbrio entre o ganho e a perda para criar e preservar cristais temporais“, acrescenta.
Os cristais do tempo, também chamados de cristais do espaço-tempo, e apenas confirmados como realmente existentes há alguns anos, são tão fascinantes como o nome sugere. São uma fase da matéria que se assemelha muito aos cristais regulares, com uma propriedade adicional muito significativa.
Nos cristais regulares, os átomos constituintes estão dispostos numa estrutura de grade fixa tridimensional — a grade atómica de um diamante ou cristal de quartzo é um bom exemplo.
Estas grades repetidas podem diferir em configuração, mas dentro de uma dada formação não se movem muito — apenas se repetem no espaço.
Com cristais de tempo, os átomos comportam-se de forma um pouco diferente. Eles oscilam, girando primeiro numa direção, e depois na outra.
Estas oscilações — chamadas “ticking” — são bloqueadas a uma frequência regular e particular. Onde a estrutura dos cristais regulares se repete no espaço, nos cristais do tempo repete-se no espaço e no tempo.
Para estudar os cristais do tempo, os cientistas utilizam condensados de Bose-Einstein de quasipartículas magnéticas.
Estes têm de ser mantidos a temperaturas extraordinariamente baixas, muito próximas do zero absoluto. Isto requer equipamento de laboratório bastante especializado e sofisticado.
No estudo de Taheri, publicado na Nature Communications, os investigadores criaram um cristal de tempo sem o arrefecimento anteriormente usado. Os seus cristais de tempo eram sistemas quânticos totalmente óticos, criados à temperatura ambiente.
Primeiro, levaram um pequeno microresonador, um disco feito de vidro de fluoreto de magnésio com apenas um milímetro de diâmetro. Depois, bombardearam-no com dois lasers.
Os picos subarmónicos autopreservantes (solitons) resultantes das frequências geradas pelos dois lasers indicavam a criação de cristais de tempo.
O sistema cria uma “armadilha” de grades rotativas para os solitões óticos, que depois apresentam a periodicidade.
Para manter o sistema à temperatura ambiente, a equipa utilizou o bloqueio por auto-injeção, uma técnica que assegura que a saída do laser mantém uma certa frequência ótica. Isto significa que o sistema poderia ser movido para fora do laboratório e utilizado para aplicações exteriores, de acordo com os investigadores.
Para além de potenciais explorações futuras das características dos cristais de tempo, tais como transições de fase, o sistema poderia ser utilizado para efetuar novas medições do próprio tempo. Os cristais de tempo poderiam mesmo ser integrados, um dia, em computadores quânticos.
“Esperamos que este sistema fotónico possa ser utilizado em fontes de radiofrequência compactas e leves, com estabilidade superior, bem como em precisão na medição do tempo“, concui Taheri.
https://zap.aeiou.pt/cristais-de-tempo-estao-mais-perto-de-existir-fora-do-laboratorio-463207
Sem comentários:
Enviar um comentário