A interação mecânica quântica entre dois cristais de tempo foi experimentalmente demonstrada
Cristais de tempo quântico são sistemas caracterizados por ordem periódica emergente espontaneamente no domínio do tempo. Em um cristal regular, os átomos formam uma ordem periódica no espaço, enquanto em um cristal de tempo, um processo periódico no tempo (como oscilação, rotação etc.) surge espontaneamente.
Embora originalmente uma fase de simetria de tradução de tempo quebrada fosse apenas um exercício teórico, algumas realizações práticas de cristais de tempo foram relatadas, como em pesquisas anteriores da Aalto sobre cristais de tempo.
No entanto, a dinâmica e as interações entre os cristais de tempo não foram investigadas experimentalmente até agora
O cientista sênior da Aalto, Vladimir Eltsov, explica: ‘Demonstramos o fluxo de partículas entre dois cristais de tempo, conforme previsto pelo famoso efeito Josephson na mecânica quântica, enquanto a evolução do tempo coerente, que é a essência de um cristal de tempo, permanece intacta’.
Os cristais de tempo mantêm a coerência ao longo do tempo, resistentes ao ruído ambiental. Esta é uma propriedade essencial para construir dispositivos quânticos (como qubits em um computador quântico). A nova descoberta oferece a possibilidade de manipular precisamente o estado quântico.
Eltsov acrescenta: ‘Em uma abordagem ao processamento de informações quânticas adotada pelos principais participantes (como o Google), os qubits são baseados na eletrônica quântica supercondutora: aqui, as ilhas de um supercondutor estão interagindo pelo efeito Josephson. No efeito Josephson, elétrons coerentes fluem para frente e para trás entre as ilhas de uma maneira muito específica, dependendo de seus estados quânticos.
Para este experimento, um líquido é construído a partir de átomos de 3 He, que é resfriado a uma temperatura muito baixa (abaixo de 200 microkelvins), onde se torna superfluido. Os átomos de 3He têm um momento magnético e, nessas baixas temperaturas, todos esses minúsculos ímãs carregados por cada átomo começam a tocar juntos. O processo periódico de tempo cristalino neste sistema é a rotação contínua do momento magnético total. As partículas constituintes que são trocadas no efeito Josephson são excitações quânticas magnéticas, magnons.
Eltsov conclui, ‘Há esforço de desenvolvimento de material em alguns outros laboratórios para construir cristais de tempo semelhantes com base em fenômenos magnéticos coerentes que são robustos mesmo em temperatura ambiente. Assim, em algum futuro, poderá permitir a construção de um computador quântico operando em temperatura ambiente ‘.
Publicado em 18/08/2020 06h59
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