காலப் படிகங்கள்  குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு கீழ்படிதல்

விஞ்ஞானிகள் இயற்பியல் விதிகளை வளைப்பது போல் ஒரு பரிசோதனையில் “நேர-படிக” இரு உடல் அமைப்பை உருவாக்கியுள்ளனர்.

அடுத்த கட்ட விஷயத்தின் முதல் தொடர்புகளைக் கண்ட பிறகு, குழு ஆச்சரியப்பட்டது.

கால படிகங்கள் ஒரு காலத்தில் சாத்தியமற்றது என்று கருதப்பட்டது, ஏனெனில் அவை முடிவில்லாத இயக்கத்தில் அணுக்களிலிருந்து உருவாக்கப்படுகின்றன. நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸில் வெளியிடப்பட்ட கண்டுபிடிப்பு, காலப் படிகங்களை உருவாக்குவது மட்டுமின்றி, அவை பயனுள்ள சாதனங்களாக மாற்றும் திறனையும் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.

உலோகங்கள் அல்லது பாறைகள் போன்ற வழக்கமான படிகங்களை விட நேர படிகங்கள் வேறுபட்டவை. அவை சரியான நேரத்தில் மீண்டும் மீண்டும் வரும் வடிவத்தில் அமைக்கப்பட்ட அணுக்களால் ஆனவை.

நோபல் பரிசு பெற்ற ஃபிராங்க் வில்செக் என்பவரால் 2012-ஆம் ஆண்டு முதன்முதலில் கோட்படுத்தப்பட்டு, 2016-ஆம் ஆண்டில் அடையாளம் காணப்பட்டது. நேரப் படிகங்கள் வெளிப்புற உள்ளீடுகள் ஏதும் இல்லாத போதிலும், நிலையான, மீண்டும் மீண்டும் இயக்கத்தில் இருக்கும் வினோதமான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. அவற்றின் அணுக்கள் தொடர்ந்து ஊசலாடுகின்றன, சுழல்கின்றன அல்லது முதலில் ஒரு திசையில் நகர்கின்றன, பின்னர் மற்றொரு திசையில் நகர்கின்றன.

லான்காஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தின் இயற்பியல் துறையின் முதன்மை ஆசிரியரான EPSRC ஃபெலோ டாக்டர். சாமுலி ஆட்டி விளக்குவதாவது: “நிரந்தர இயக்கத்திலுள்ள எந்திரங்கள் சாத்தியமற்றது என்பது அனைவருக்கும் தெரியும். இருப்பினும், குவாண்டம் இயக்கவியலில், நிரந்தர இயக்கம் சரியாகும். இதன் மூலம் நாம் கால படிகங்களை உருவாக்க முடியும்.”

“நேரப் படிகங்கள் முதலில் இருக்கக் கூடாது என்றாலும், அவற்றில் இரண்டை ஒன்றாக இணைப்பது அழகாக வேலை செய்கிறது. மேலும் அவை அறை வெப்பநிலையிலும் இருப்பதை நாங்கள் ஏற்கனவே அறிவோம்.”

ஒரு “இரு-நிலை அமைப்பு” என்பது குவாண்டம் கணினியின் அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதி ஆகும். அறை வெப்பநிலை கணினிகளை உருவாக்க நேர படிகங்களைப் பயன்படுத்தி கட்டப்பட்ட குவாண்டம் சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்படலாம்.

லான்காஸ்டர் பல்கலைக்கழகம், ராயல் ஹோலோவே லண்டன், லாண்டவு நிறுவனம் மற்றும் ஹெல்சிங்கியில் உள்ள ஆல்டோ பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, ஹீலியம்-3-ஐப் பயன்படுத்தி நேர படிகங்களைக் கண்டறிந்தது, இது ஒரு காணாமல் போன நியூட்ரான் கொண்ட ஹீலியத்தின் அரிய ஐசோடோப்பு ஆகும். இந்த சோதனை ஆல்டோ பல்கலைக்கழகத்தில் நடத்தப்பட்டது.

அவை மீ பாய்மம் ஹீலியம்-3 முழுமையான பூஜ்ஜியத்திலிருந்து (0.0001 K அல்லது -273.15 C) பத்தாயிரத்தில் ஒரு பங்கு வரை குளிர்விக்கப்பட்டன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் திரவ ஹீலியத்திற்குள் இரண்டு மீகடத்திகளை உருவாக்கி, அவற்றை ஒன்றாகக் கொண்டு வந்தனர். குவாண்டம் இயற்பியல் விவரித்தபடி இரண்டு படிகங்கள் தொடர்புகொள்வதை விஞ்ஞானிகள் ஆய்வு செய்தனர்.

References:

• Chinzei, K., & Ikeda, T. N. (2022). Criticality and rigidity of dissipative discrete time crystals in solids. Physical Review Research, 4(2), 023025.
• Taheri, H., Matsko, A. B., Maleki, L., & Sacha, K. (2022). All-optical dissipative discrete time crystals. Nature communications, 13(1), 1-10.
• Mi, X., Ippoliti, M., Quintana, C., Greene, A., Chen, Z., Gross, J., & Roushan, P. (2022). Time-crystalline eigenstate order on a quantum processor. Nature, 601(7894), 531-536.
• Else, D. V., Monroe, C., Nayak, C., & Yao, N. Y. (2020). Discrete time crystals. Annual Review of Condensed Matter Physics, 11, 467-499.
• Gambetta, F. M., Carollo, F., Marcuzzi, M., Garrahan, J. P., & Lesanovsky, I. (2019). Discrete time crystals in the absence of manifest symmetries or disorder in open quantum systems. Physical review letters, 122(1), 015701.