TINH THỂ THỜI GIAN

 

 

Giới thiệu 

TINH THỂ THỜI GIAN 

What Is a Time Crystal?

91B

Thế nào là tinh thể thời gian (Time Crystal )?

Tương tự như tinh thể thông thường vốn là những hệ nguyên tử lặp lại trong không gian (3 chiều ) thì TTTG (Tinh thể thời gian) lại lặp lại trạng thái theo thời gian .

Pha đặc biệt này của vật chất lần đầu tiên được tiên đoán bởi Frank Wilczek (nobel Vật lý ) năm 2012: nguyên tử thay đổi theo thời gianngay ở trạng thái năng lượng thấp nhất .

Điều quan trọng ở đây là TTTG biến đổi theo thời gian song lại không cấn một năng lượng nào cả , tương tự nhưu một động cơ vĩnh cửu (perpetual motion machine ) ! Theo các định luật của nhiệt động học thì một thiết bị như thế là không tồn tại. 

CHÚNG TA CÓ THỂ CHẾ TẠO MỘT TTTG CHĂNG ?

Sau tiên đoán của Wilczek nhiều nhà vật lý đổ xô chế tạo TTTG.Năm 2016 các nhà vật lý Đại học Maryland ,Harvard chứng minh rằng TTTG  có thể tồn tại 

Sau đây là minh họa theo bài viết của Natalie Wolchover (xem hình A,B,C&D)

A  / PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN TTTG

Một TTTG là một pha mới tạo được của vật chất trong đó hạt chuyển độngtheo chu ký mà không tiêu hao năng lượng.

B / VỊ TRÍ HÓA NHIỀU HẠT

Một dãy hạt , mỗi hạt có spin được xếp trong cấu hình với năng lượng thấp nhất , song hiện tượng giao thoa có thể làm hạt rơi vào một cấu hình với năng lượng cao hơn.Hiện tượng này được gọi là hiện tượng vị trí hóa nhiều hạt (Many body localization 

C  / THỨ TỰ TRẠNG THÁI 

Nếu ta đảo spin trong hệ thì lập tức ta cũng có một trạng thái khác của vị trí hóa nhiều hạt (many – body localized).

D  /  KÍCH HOẠT CHU KỲ

Nếu chúng ta kích hoạt hệ với laser thì một điều đáng chú ý là hệ không hút năng lượng của laser và ta thu được một TTTG.

                                                           Hình A & B

                                                                   Hình  C& D 

 KẾT LUẬN 

TTTG là một pha vật chất đặc biệt --> biến đổi chu kỳ theo thời gian ở trạng thái với năng lượng thấp mà không làm tiêu hao một năng lượng nào.

TTTG giông như một chiếc đồng hồ thay đổi trạng thái theo thời gian song đồng hồ có một khác biệt lớn là tiêu thụ năng lượng cho biên đổi đó  (pin hay dây cót )trong khi TTTG không tiêu thụ năng lượng cho biến đổi .

TTTG chứng tỏ rằng (x,y,z và t ) quả là một thực thể gắn liền với nhau (Eíntein): tinh thể thông thường biến đổi theo không gian x,y,z trong khi TTTG biến đổi theo t .

TTTG có thể làm một cầu nối nào đó cho vấn đề thống nhất các tương tác .

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1] Natalie Wolchover, Quanta magazine,

QUANTUM COMPUTING

Eternal Change for No Energy: A Time Crystal Finally Made Real

ByNATALIE WOLCHOVER

JULY 30, 2021

https://www.quantamagazine.org/physics/

[2]What Is a Time Crystal?

SCIENCEALERT STAFF

https://www.sciencealert.com/time-crystal