«Кристаллы времени» все эти годы были на виду у физиков: неожиданное открытие. «Кристаллы времени» могут перевернуть теоретическую физику

«Кристаллы времени» все эти годы были на виду у физиков: неожиданное открытие. «Кристаллы времени» могут перевернуть теоретическую физику

МОСКВА, 7 окт - РИА Новости . Американские ученые впервые смогли создать экзотическую структуру - так называемый "временной кристалл", внутри которого время течет не непрерывно, а своеобразными "шагами", говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org

Кристаллы времени - необычные структуры, чье существование было предсказано в феврале 2012 года нобелевским лауреатом Фрэнком Вильчеком (Wilczek). Их главное свойство - в них законы физики будут вести себя особым образом, порождая необычные периодические структуры не в пространстве, как в обычных кристаллах, а во времени.

Почти все физические законы в нормальных условиях работают одинаково в любой временной точке. Формулы, описывающие физические процессы, не меняются при сдвиге времени на произвольное значение назад или вперед. Четыре года назад Вильчек предположил, что это правило - так называемая однородность времени - может нарушаться внутри экзотически устроенной материи, на поддержание которой требуется наименьшее количество энергии.

Физики заставили свет двигаться только в одну сторону внутри чипа Датские физики разработали своеобразную "одностороннюю дорогу" для частиц света, по которой они могут двигаться только в одну сторону, что позволит в ближайшем будущем создать световые диоды, транзисторы и прочие элементы вычислительных приборов и сетей.

При наблюдении за таким кристаллом нам будет казаться, что он движется, хотя на самом деле он будет находиться в состоянии абсолютного покоя. Его "движение" будет составлено из повторяющихся во времени дискретных элементов, подобных частицам материи в обычных кристаллах, что и заставило Вильчека назвать эту форму материи "временным кристаллом".

Многие ученые сомневались, что подобная форма материи может существовать в принципе, так как этому будут мешать законы квантовой механики, однако Цзехан Чжан (Jiehang Zhang) из университета штата Мэриленд в Колледж-Парке (США) и его коллеги нашли способ обойти эти ограничения и впервые увидеть подобный кристалл. Для этого они создали квантовую систему, которая находится в постоянном состоянии неустойчивости и меняется со временем.

Квантовый временной кристалл, созданный Чжаном и его коллегами, представляет собой набор из ионов иттербия, охлажденных до почти абсолютного нуля и расположенных по отношению друг к другу таким образом, что их спины постоянно взаимодействуют, переключая друг друга "по очереди".

Эти взаимодействия приводят к тому, что атомы редкоземельного металла фактически перестают вести себя как квантовые объекты и локализуются - становятся четко видимыми - в какой-то конкретной точке пространства, а не остаются в "размазанном" виде, как "нормальные" жители квантового мира.
Меняя спины этих атомов при помощи лазера, американские ученые заметили нечто необычное - через некоторое время после проведения манипуляций частота "переключения " спинов внезапно удваивалась.

Физик: сжатый свет поможет LIGO перешагнуть квантовый предел Использование так называемого "сжатого света" поможет увеличить чувствительность гравитационной обсерватории LIGO и позволит ей обойти фундаментальные ограничения на точность измерений, налагаемые законами квантовой механики.

Так как атомы никак иначе не взаимодействовали с окружающим миром и ученые не вмешивались в их работу, подобное поведение, по мнению Чжана и его коллег, может объясняться только тем, что данная структура является временным кристаллом, однородность времени в котором нарушается. Это подтверждается тем, что любые манипуляции лазером не меняли частоту "переключений" в самом кристалле - она всегда была одинаковой, несмотря на увеличение или уменьшение частоты переключения спинов лазером.

Как полагают ученые, подобные структуры можно использовать для создания квантовой памяти и ряда других эзотерических устройств, однако они признают то, что многие ученые захотят сначала перепроверить их выводы, и лишь потом думать о возможных практических применениях.

These are acquired from disenchanting epic gear with an iLvl of 650 and above.
Currently it is unknown whether these can also be gained from combining 5 Осколки азурита , it is however quite likely.

Комментарий от Eido

One of three main types of Наложение чар reagents introduced in Warlords of Draenor :
Acquired primarily through the Enchanting spell: Распыление .
  1. Кристалл времени - YOU ARE ON THIS PAGE
  • Кристалл времени appears to be the WoD version of other "crystals" in past expansions and is the hardest of the three materials to obtain.
    It is most-commonly received when disenchanting Epic quality, ilvl 640 and up gear and weapons from WoD (perhaps except for items from a random upgrade 1 ).
    NOTE : Even with the , non-enchanters cannot disenchant Epic-quality items. You will receive the red, error text "Cannot Disenchant".
    It appears you CAN disenchant epic quality items, even if you are not an enchanter.
  • Non-Enchanters and Enchanters alike can "craft" this item through Work Orders, with the Павильон наложения чар 1-го ур. .
    1. Work Orders yield a number of Расколотый кристалл времени , which can later be combined to form a full Кристалл времени .
      Having a follower (Requires Павильон наложения чар 2-го ур.) at this building can result in higher Work Order yields.
      Percent chance of receiving more increases with follower level. ()
  • Additionally, Enchanters can create these crystals in two ways:
    1. Enchanting lvl 600 : using Светящийся осколок with the Fractured Temporal Crystal recipe (the Wowhead tooltip for this is a bit strange) to create Расколотый кристалл времени (amount awarded increases by Enchanting lvl), which can later be combined to form a full Кристалл времени . There is no cooldown for this option.
    2. Enchanting lvl 700 : (replaces the previous option) using Светящийся осколок with the Кристалл времени recipe to create a full Кристалл времени ONCE A DAY .
  • The previous, data-mined item, , is no longer available to players.
  • According to the loot table, it appears Rare and Uncommon quality items from WoD can now also yield a Кристалл времени
  • 1 Credit to Exeila for this information.
  • Edit 1/21/15 : Adjusted information to reflect the loot table, it seems Rare-quality items no longer yield a Кристалл времени and the ilvl required has been increased.
  • Edit 7/5/15 : It appears you CAN disenchant epic quality items, even if you are not an enchanter.

Комментарий от jiajia

Wondering disenchanting what ilvl gear I get this instead of Sha crystal, it seems like disenchanting 608 item gives you these and those under 590s gives you Sha. 598 give sha crystals too.

Комментарий от Hypersonguy

These are generated by disenchanting epic items of 600 ilvl or higher. The easiest way to tell if you will get a temporal crystal or a sha crystal is whether the items says Disenchantable (575) or just plain disenchantable. Anything featuring the (575) will yield a sha crystal.

Комментарий от Kelthuza

quick question..

how do you get the recipe with 3 charges? and is it the same way for other professions?

Комментарий от MisterCrow

Anyone have any suggestions on the best way to turn these into a vendorable item?

I"m not really interested in undercutting goblins on the AH, but I also want to find a way to put these to use that translates directly into gold.

Крис Монро работал с ионной ловушкой схожей конструкции (источник: Hartmut Häffner)

В 2012 году лауреат Нобелевской премии по физике Франк Вилчек предложил необычную идею. Он предположил (и попытался доказать) возможность существования «кристаллов времени». Такие структуры, по словам физика, получают энергию для своего движения из разлома в симметрии времени. Разлом, по словам Вилчека, является некой особой формой вечного движения.

Кристаллы сами по себе очень необычные структуры. Например, кристаллам (тем из них, кристаллическая решетка которых не обладает высшей - кубической - симметрией), присуще свойство анизотропии. Анизотропия кристаллов - это разнородность их физических свойств (упругих, механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических и других) по различным направлениям.

Современных физиков интересует не только анизотропия кристаллов, но и их симметрия. Что касается симметрии, то она проявляется не только в их структуре и свойствах в реальном трёхмерном пространстве, но также и при описании энергетического спектра электронов кристалла, анализе процессов дифракции рентгеновских лучей, дифракции нейтронов и дифракции электронов в кристаллах с использованием обратного пространства и т. п. Что касается «кристаллов времени», то здесь ученые предположили, что кристаллы симметричны во времени.

Вилчек говорил об этом возможном явлении еще в 2010 году: «Я постоянно думал о классификации кристаллов, а затем я подумал, что ведь можно представить и пространство-времени с этой точки зрения. То есть, если мы думаем о кристаллах в пространстве, логично будет представить кристаллические структуры во времени». В кристаллах атомы занимают стабильную позицию в решетке. А поскольку стабильные объекты остаются неизменными во времени, то существует возможность того, что атомы могут образовывать постоянно повторяющуюся решетку во времени. В исходное положение они возвращаются через дискретный интервал, нарушая временную симметрию. Если кристалл не потребляет и не производит энергию, то такие временные кристаллы являются стабильными, находясь в «основном состоянии». При этом в структуре кристалла происходят циклические изменения, что, с точки зрения физики можно считать вечным движением.

У многих физиков возникали сомнения в справедливости гипотезы возможности существования временных кристаллов. Но те ученые, кто принял ее, стали искать способы проверить справедливость предположения Вилчека. И нашли.

Крис Монро из Мэрилендского университета в Колледж-Парке впервые смог создать временной кристалл в своей лаборатории. Его идея состояла в том, чтобы создать квантовую систему в виде группы ионов, расположенных кольцом. При охлаждении кольца, как утверждал Монро (а до него и другие ученые), энергетическое состояние всей системы понизится до минимального уровня. Другими словами, в таких условиях система переходит в фазу «основного состояния». Если временная симметрия нарушена, то кольцо должно меняться во времени. Другими словами, вращаться. Конечно, извлечь энергию этого движения нельзя, поскольку это противоречит закону сохранения энергии.

Все это - теория. На практике реализовать эту задумку сложнее. О намерении создать кольцо из ионов и проверить справедливость гипотезы временных кристаллов несколько лет назад сообщали ученые из Беркли. Они планировали вводить сотни ионов кальция в камеру небольшого размера. Эту камеру нужно окружить электродами и включить ток. Образующееся электрическое поле позволяет загнать ионы в камеру толщиной примерно в 100 микронов. После чего необходимо «откалибровать» частицы для выравнивания поля. Ионы, отталкиваясь друг от друга, сформировали бы кристаллическое кольцо, распределившись равномерно по внешнему краю камеры.

Предполагается, что ионы в такой ловушке будут находиться в возбужденном состоянии, но при помощи лазера их кинетическую энергию будут постепенно урезать. По плану, температуру системы необходимо довести до 1 миллиардной градуса выше нуля. После того, как система достигает основного состояния, ученые планировали включить статическое магнитное поле. Это поле, если гипотеза временных кристаллов верна, должно было заставить ионы вращаться. После возвращения ионов к исходной точке в пределах определенного временного периода ученые зафиксировали бы нарушение временной симметрии.

Монро пошел схожим путем, только для создания кольца он использовал не ионы калия, а ионы иттербия. Сложностью в реализации идеи является то, что предсказать существование частицы в определенное время в определенном месте не представляется возможным. Правда, благодаря андерсоновской локализации появляется исключение в этом правиле, которое можно использовать. Андерсоновская локализация - явление, возникающее при распространении волн в среде с пространственными неоднородностями и состоящее в том, что вследствие многократного рассеяния на неоднородностях и интерференции рассеянных волн становится невозможным распространение бегущих волн; колебания приобретают характер стоячей волны, сконцентрированной (локализованной) в ограниченной области пространства.

Относительно недавно физики изучили группы квантовых частиц, взаимодействующих друг с другом таким образом, что это взаимодействие вынуждает их локализоваться. Монро смог использовать результаты этого исследования для того, чтобы заставить ионы иттербия занять определенные места в определенное время. В результате был создан временной кристалл, и команда Монро, таким образом, доказала возможность нарушения временной симметрии. При изучении свойств временного кристалла оказалось, что значительное изменение частоты возбуждения ионов заставляет кристалл «плавиться». По мнению ученых, создание временного кристалла открывает широкие возможности для квантовых вычислений. Например, на основе временных кристаллов можно создать надежную квантовую память.

Правда, работа Монро и коллег еще требует проверки. Другие команды физиков планируют проверить природу эффекта временных кристаллов, повторив эксперимент. Если это удастся, то гипотеза Франка Вилчека станет теорией, и квантовая физика получит стимул для дальнейшего развития.

Крис Монро работал с ионной ловушкой схожей конструкции (источник: Hartmut Häffner)

В 2012 году лауреат Нобелевской премии по физике Франк Вилчек предложил необычную идею. Он предположил (и попытался доказать) возможность существования «кристаллов времени». Такие структуры, по словам физика, получают энергию для своего движения из разлома в симметрии времени. Разлом, по словам Вилчека, является некой особой формой вечного движения.

Кристаллы сами по себе очень необычные структуры. Например, кристаллам (тем из них, кристаллическая решетка которых не обладает высшей - кубической - симметрией), присуще свойство анизотропии. Анизотропия кристаллов - это разнородность их физических свойств (упругих, механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических и других) по различным направлениям.

Современных физиков интересует не только анизотропия кристаллов, но и их симметрия. Что касается симметрии, то она проявляется не только в их структуре и свойствах в реальном трёхмерном пространстве, но также и при описании энергетического спектра электронов кристалла, анализе процессов дифракции рентгеновских лучей, дифракции нейтронов и дифракции электронов в кристаллах с использованием обратного пространства и т. п. Что касается «кристаллов времени», то здесь ученые предположили, что кристаллы симметричны во времени.

Вилчек говорил об этом возможном явлении еще в 2010 году: «Я постоянно думал о классификации кристаллов, а затем я подумал, что ведь можно представить и пространство-времени с этой точки зрения. То есть, если мы думаем о кристаллах в пространстве, логично будет представить кристаллические структуры во времени». В кристаллах атомы занимают стабильную позицию в решетке. А поскольку стабильные объекты остаются неизменными во времени, то существует возможность того, что атомы могут образовывать постоянно повторяющуюся решетку во времени. В исходное положение они возвращаются через дискретный интервал, нарушая временную симметрию. Если кристалл не потребляет и не производит энергию, то такие временные кристаллы являются стабильными, находясь в «основном состоянии». При этом в структуре кристалла происходят циклические изменения, что, с точки зрения физики можно считать вечным движением.

У многих физиков возникали сомнения в справедливости гипотезы возможности существования временных кристаллов. Но те ученые, кто принял ее, стали искать способы проверить справедливость предположения Вилчека. И нашли.

Крис Монро из Мэрилендского университета в Колледж-Парке впервые смог создать временной кристалл в своей лаборатории. Его идея состояла в том, чтобы создать квантовую систему в виде группы ионов, расположенных кольцом. При охлаждении кольца, как утверждал Монро (а до него и другие ученые), энергетическое состояние всей системы понизится до минимального уровня. Другими словами, в таких условиях система переходит в фазу «основного состояния». Если временная симметрия нарушена, то кольцо должно меняться во времени. Другими словами, вращаться. Конечно, извлечь энергию этого движения нельзя, поскольку это противоречит закону сохранения энергии.

Все это - теория. На практике реализовать эту задумку сложнее. О намерении создать кольцо из ионов и проверить справедливость гипотезы временных кристаллов несколько лет назад сообщали ученые из Беркли. Они планировали вводить сотни ионов кальция в камеру небольшого размера. Эту камеру нужно окружить электродами и включить ток. Образующееся электрическое поле позволяет загнать ионы в камеру толщиной примерно в 100 микронов. После чего необходимо «откалибровать» частицы для выравнивания поля. Ионы, отталкиваясь друг от друга, сформировали бы кристаллическое кольцо, распределившись равномерно по внешнему краю камеры.

Предполагается, что ионы в такой ловушке будут находиться в возбужденном состоянии, но при помощи лазера их кинетическую энергию будут постепенно урезать. По плану, температуру системы необходимо довести до 1 миллиардной градуса выше нуля. После того, как система достигает основного состояния, ученые планировали включить статическое магнитное поле. Это поле, если гипотеза временных кристаллов верна, должно было заставить ионы вращаться. После возвращения ионов к исходной точке в пределах определенного временного периода ученые зафиксировали бы нарушение временной симметрии.

Монро пошел схожим путем, только для создания кольца он использовал не ионы калия, а ионы иттербия. Сложностью в реализации идеи является то, что предсказать существование частицы в определенное время в определенном месте не представляется возможным. Правда, благодаря андерсоновской локализации появляется исключение в этом правиле, которое можно использовать. Андерсоновская локализация - явление, возникающее при распространении волн в среде с пространственными неоднородностями и состоящее в том, что вследствие многократного рассеяния на неоднородностях и интерференции рассеянных волн становится невозможным распространение бегущих волн; колебания приобретают характер стоячей волны, сконцентрированной (локализованной) в ограниченной области пространства.

Относительно недавно физики изучили группы квантовых частиц, взаимодействующих друг с другом таким образом, что это взаимодействие вынуждает их локализоваться. Монро смог использовать результаты этого исследования для того, чтобы заставить ионы иттербия занять определенные места в определенное время. В результате был создан временной кристалл, и команда Монро, таким образом, доказала возможность нарушения временной симметрии. При изучении свойств временного кристалла оказалось, что значительное изменение частоты возбуждения ионов заставляет кристалл «плавиться». По мнению ученых, создание временного кристалла открывает широкие возможности для квантовых вычислений. Например, на основе временных кристаллов можно создать надежную квантовую память.

Правда, работа Монро и коллег еще требует проверки. Другие команды физиков планируют проверить природу эффекта временных кристаллов, повторив эксперимент. Если это удастся, то гипотеза Франка Вилчека станет теорией, и квантовая физика получит стимул для дальнейшего развития.

Физики из Гарвардского университета создали новую форму материи - так называемый «кристалл времени», которая могла бы объяснить загадочное поведение квантовых систем.
Кристаллы, в том числе соли, сахара или алмазов по своей сути - просто периодическое расположение атомов в трехмерной решетке. С другой стороны, считается, что кристаллы времени добавляют к этому определению четвертое измерение. Предполагается, что при определенных условиях некоторые материалы могут проявляться в своей структуре и во времени.

Под руководством профессоров физики Михаила Лукина и Юджина Демлера команда ученых построила квантовую систему с помощью небольшого алмаза с миллионами примесей атомного масштаба, известных как «азото-замещенная вакансия» (NV-центр). Они использовали микроволновые импульсы, чтобы вывести систему из равновесия, вызывая вращение в центре и переворачивая их через определенные интервалы времени.

«На текущий момент ведется постоянная работа, чтобы понять физику неравновесных квантовых систем. Это та область, которая представляет интерес для многих квантовых технологий, поскольку в основном - это квантовая система, далекая от равновесия. На самом деле здесь много чего нужно исследовать, а мы пока находимся лишь в самом начале», - сказал Михаил Лукин.
О том, что такие системы могут быть созданы, первоначально казалось маловероятным. На самом деле, некоторые исследователи в этом вопросе зашли очень далеко. Они доказали, что создать кристалл времени в квантовой системе, находящейся в равновесии, невозможно. Физики объясняют, что большинство объектов вокруг нас находится в равновесии. Если у вас есть что-то горячее и холодное, и вы их объедините - температура выровняется. Но не все системы работают по такому принципу. Одним из наиболее распространенных примеров материала, вышедшего из равновесия, является алмаз. Это кристаллизованная форма углерода, которая образуется при высокой температуре и давлении. Алмаз необычен тем, что он мета-стабильный, то есть получив свою форму, она остается неизменной даже после того, как из него уберут факторы тепла и давления.

Только недавно ученые начали понимать, что неравновесные системы могут проявлять характеристики кристалла времени. Одна из этих характеристик заключается в том, что ответная реакция кристалла со временем остается устойчивой по отношению к различным раздражителям. Эффект кристалла времени имеет прямое отношение к идее, что система возбуждается, но не поглощает энергию.

Чтобы создать такую систему, Лукин и его коллеги начали с небольшого алмаза, в который встроено много NV-центров. С помощью микроволновых импульсов ученые периодически меняли ориентацию их вращения, чтобы увидеть, будет ли материал продолжать реагировать как кристалл времени.

Такие системы могут иметь решающее значение в разработке полезных квантовых компьютеров и квантовых датчиков. Они демонстрируют тот факт, что два критических компонента - длинная квантовая память и высокая плотность квантовых битов не исключают друг друга. По словам физиков, исследование даст возможность создать новое поколение квантовых датчиков, и, возможно, получит применение для таких вещей, как атомные часы.



top