시간 결정은 정상 결정의 공간에서 반복 패턴과 유사한 시간의 반복 패턴이다. 그들은 2012 년 노벨상을 수상한 물리학자인 Frank Wilczek에 의해 처음으로 이론화되었습니다. 시간 결정은 새로운 물질 상태이며 기술 및 컴퓨팅에 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.
그들은 공상 과학 영화에서 똑바로 무언가처럼 들립니다. 맞습니까?
그러나 믿거 나 말거나 시간 결정은 현실입니다. Time Crystals의 이야기는 다른 사고가 합병되어 아이디어와 이론을 결합하고 법과 기초를 수정하고 원시적/이전 이해로 제한하지 않을 때 어떻게 진행되는지에 대한 아름다운 예입니다.
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(사진 크레딧 :Startrek)
이 기사를 계속할 계획이라면 말로 시작하겠습니다… 이것은 동화 나 공상 과학 소설이 아닙니다. 마지막에는 포털을 여행하는 시간 동안 마법사의 레시피가 없습니다. 이 기사는 물질에 대한 신체적 이해의 영역에서 인간의 지성과 우수성에 대한 다소 복잡하고 섬세한 이해에 대해 논의합니다.
먼저, 우리는 두 가지, 뚜렷한 두 가지 형태의 결정을 살펴볼 것입니다. 화학적 결합, 크리스탈 격자 및 구성을 기반으로 한 분리와 달리, 우리는 Quantum 을 만들도록 선택합니다. 구별.
우주 결정
이것은“정상 결정”의 다소 경박 한 이름입니다.
(사진 크레딧 :Fiona Storey/Wikimedia Commons)
눈송이, 다이아몬드, 루비, 오피스, 제이드, 사파이어, 진주 및 겸손한 일반 소금 도이 정상적인 결정의 예입니다. 이 목록에 추가 할 수있는 백 오백 개의 보석과 반보 같은 암석의 이름이있을 수 있습니다. 자연은 지구상에서 독창적이고 위대한 예술가이며, 복잡하지만 화려한 단체의 놀라운 제작자입니다.
(사진 크레딧 :Marinavladivostok/Wikimedia Commons)
이 결정은 반투명 색조 또는 빛 덕분에 특히 매력적 일 수 있지만, 그들의 진정한 가치는 현미경으로 만 관찰 될 수 있습니다. 결정질 고체는 인접한 원자, 이온 또는 분자의 복잡한 기하학적 방향 구조로 구성됩니다. 이들은 결정 격자라고 불리는 미세한 구조의 고도로 정렬 된 조립입니다. 이 구조는 시간별로 기반으로 남아있는 모든 방향으로 주기적으로 반복하고 확장하여 평형 단계에 남아 있으므로 이름이 있습니다.
시간 결정
시간 결정은 물리학이 가장 멋진 것 중 하나로 간주 될 수 있습니다. 그것들은 연구자들이 과거에 연구 한 것과 완전히 다른 '비평 형'단계의 완전히 새로운 세계로가는 관문입니다.
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정기적 인 공간/정상 결정과는 달리 공간에서 원자 또는 분자의 정기적이고 반복적 인 배열을 갖는 시간, 정기적 인 패턴, 하나의 배열이 될 수 있듯이, 하나의 배열 또는 몰의 배열을 갖는다. 시간. 그들은 한동안 하나의 구성을 유지 한 다음 끝없는 주기로 앞뒤로 다른 구성으로 뒤집을 것입니다.
이것이 무엇을 의미합니까?
물리 법칙은 대칭을 중심으로 진행됩니다. 행동의 순간은 환경에 관계없이 동등한 반응을 만듭니다. 이것은 우리가 우주를 어떻게 인식하는지를 지배하는 기본 법인 근본적인 뉴턴 물리학입니다.
과학자들은 분자가 결정을 만드는 데 책임이있는 법을 규제하는 전통적인 시간 전환 대칭을 깨뜨릴 수 있는지 궁금해했습니다. 석영 및 일반적인 소금과 같은 정상 결정은 3 차원으로 구성된 결정입니다. 그들의 원자/분자는 예측 가능하고주기적인 시스템으로 배열됩니다.
반면에 시간 결정은 원자 수준에서 다릅니다. 그들의 원자는 정기적으로 회전하여 문자 그대로 옛 할아버지 시계처럼 말 그대로 뒤집 으면 방향을 바꿉니다.
놀라운 유형의 물질
시간 결정은 지속적으로 변화하고 정상 상태에 도달하지 않는 양자 입자의 조립으로 간주 될 수 있습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 다른 종류의 물질을 방해하는 임의의 상호 작용에서 안정성을 끌어냅니다.
알려진 물리 법칙은 공간과 시간의 모든 지점에 동등하고 대칭 적으로 적용됩니다. 그러나 특정 시스템은 그 대칭을 위반합니다. 자석에서, 원자 스핀은 모든 방향으로 모호하게 지적하지 않고 라인업을합니다. 유사하게, 미네랄 결정에서, 원자는 공간에서 특정 위치를 차지하지만 약간의 충격 후 결정은 더 이상 우주에서 대칭을 유지하지 못할 수있다. 변형으로 구조적 특성이 변화하게되면 물리학 자들은 그것을 대칭을 깨뜨리고, 그다지 완벽하지 않은 자연 세계의 모든 곳에 있습니다.
흥미롭게도 시간 결정은 지속적인 연구에 이상적인 후보이며 상상할 수있는 것보다 더 많은 잠재력을 가지고 있습니다!
실제 세계의 신청 전망
지금까지, 당신은 크리스탈이 어떤 모습인지 궁금 할 것입니다. 실제로 우리의 시공간에 존재합니까, 아니면 단지 가상의 실체 일 뿐이며, 그 존재를 거부 할 것을 약속 하는가?
우선, 시간 결정에 대해 이해하는 가장 중요한 것은 제한된 상황에서만 존재한다는 것입니다. 특히 멍청이가 주어지면 진동을 움직일 수 있습니다.
일단 진동으로 눌러지면 시간 결정이 무기한 반향을 일으킬 것으로 보입니다. 결정 의이 상태는 실제로 달성되었습니다. 하버드 연구원 그룹은 한때 활성화 된 후 정기적 인 에너지 잔향의 결과로 빛나는 크리스탈을 생산했습니다. 머지 않아 마찰이 시작되어 열의 형태로 에너지를 잃어 버려서 반향을 방해했으며, 이것이 시간의 끝이 끝났습니다.
(사진 크레디트 :National Institute of Standards and Technology/Wikimedia Commons)
이 시간 결정을 연구하고 그들의 이해에 더 깊이 다루는 것은 원자 시계, 자이로 스코프 및 자력계의 정확성에 돌파구를 초래할뿐만 아니라 우리의 실제 생활에 통합 될 수있는 더 나은 양자 기술을 구축하는 데 도움이 될 것이라고 믿어집니다. 이를 통해 현재 달성 한 것보다 훨씬 높은 작동 온도에서 안정적인 양자 시스템을 사용할 수 있습니다. 이것은 우리가 현실을 계산하는 데 필요한 최종 추진 일 수 있습니다. 이는 세상의 기술 발전에 매우 중요합니다.
결론
간단하고 격렬하게 예상치 못한 아이디어로서의 이러한 시간 결정은 관찰 가능한 공간에 거주하면서 시간이 지남에 따라 어떻게 형성되는지에 대한 근본적인 의문을 제기합니다. 이 우주에서 물질의 단계의 깊이와 풍부함은 우리가 지금까지 이해했던 것보다 훨씬 더 중요합니다.
시간 결정은 의심의 여지없이 한 가지를 지적했다. 우리는 기존의 이론과 물질의 단계, 즉 우리의 관찰 가능한 영역을 넘어 존재하는 단계에 대한 이해를 철저히 재평가해야합니다. 그들의 이름이 암시하는 것보다 훨씬 더 많은 공상 과학 일 수있는 시간 결정의 잠재적 인 적용이 있습니다. 시간 결정이 잘 지정된 가상의 실체 일 뿐이라고 생각한다면, 양자 물리학이 뉴턴 물리학과 마찬가지로 양자 수준에서 물체를 인식하는 것이 더욱 도전적이지만!
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