Исследователи охладили сверхтекучий гелий-3 почти до абсолютного нуля (минус 273,15°C) внутри этого вращающегося холодильника, где были созданы и соединены два кристалла времени. Предоставлено: © Университет Аалто/Микко Раскинен

Ученые создали первую систему из двух тел «кристалл времени» в ходе эксперимента, который, кажется, нарушает законы физики.

Это произошло после того, как та же команда недавно стала свидетелем первого взаимодействия новой фазы материи.

Долгое время считалось, что кристаллы времени невозможны, потому что они состоят из атомов, находящихся в бесконечном движении. Открытие, опубликованное в Nature Communications, показывает, что кристаллы времени можно не только создавать, но и потенциально превращать в полезные устройства.

Кристаллы времени отличаются от стандартных кристаллов, таких как металлы или камни, которые состоят из атомов, регулярно повторяющихся в пространстве.

Впервые теоретизированные в 2012 году лауреатом Нобелевской премии Фрэнком Вильчеком и идентифицированные в 2016 году, кристаллы времени обладают странным свойством находиться в постоянном, повторяющемся движении во времени, несмотря на отсутствие внешнего воздействия. Их атомы постоянно колеблются, вращаются или движутся то в одну, то в другую сторону.

Сотрудник EPSRC доктор Самули Аутти, ведущий автор с физического факультета Ланкастерского университета, объяснил: «Все знают, что вечный двигатель невозможен. Однако в квантовой физике вечный двигатель — это нормально, пока мы держим глаза закрытыми мы можем делать кристаллы времени».

«Оказывается, объединение двух из них прекрасно работает, даже если кристаллы времени вообще не должны существовать. И мы уже знаем, что они существуют и при комнатной температуре».

«Двухуровневая система» — это основной строительный блок квантового компьютера. Кристаллы времени можно использовать для создания квантовых устройств, работающих при комнатной температуре.

Международная группа исследователей из Ланкастерского университета, Лондонского Королевского Холлоуэя, Института Ландау и Университета Аалто в Хельсинки наблюдала за кристаллами времени с помощью гелия-3, редкого изотопа гелия с одним недостающим нейтроном. Эксперимент проводился в Университете Аалто.

Они охладили сверхтекучий гелий-3 примерно до одной десятитысячной градуса от абсолютного нуля (0,0001 К или -273,15 С). Исследователи создали внутри сверхтекучей жидкости два кристалла времени и привели их в соприкосновение. Затем ученые наблюдали, как два кристалла времени взаимодействуют так, как это описано в квантовой физике.