کریستالهای زمان؛ تحولی در ساعتهای کوانتومی فوقدقیق آینده
حفظ زمان به دقت task دشواری محسوب میشود. برترین ساعتهای جهان که در زمینه ناوبری جیپیاس و ارتباطات ماهوارهای به کار میروند، به لیزرهایی با دقت بالا و اتمها وابستهاند.
این دستگاهها با وجود اینکه دقت فوقالعادهای دارند، دارای حجم بالا، مصرف انرژی زیاد و نیازمند آزمایشگاههای تخصصی هستند. از این رو، محققان در پی یافتن جایگزینی سادهتر و پایدارتر به نام کریستالهای زمان هستند.
برخلاف کریستالهای عادی که نظم خود را در فضا حفظ میکنند، این پدیده کوانتومی در زمان مرتب تکرار میشود. ساختار درونی آن با ریتمی منظم نوسان میکند و بر خلاف ساعتهای سنتی، نیازی به تأمین انرژی خارجی مداوم ندارد.
مطابق با گزارش ایتنا و با استناد به اطلاعات منتشرشده در Interesting Engineering، محققان به بررسی یک مدل ریاضی از سیستمی متشکل از ۱۰۰ ذره کوانتومی پرداختند و دو فاز کاری متفاوت آن را تحلیل کردند: فاز معمولی که تنها به واسطه میدان لیزر نوسان مییابد و فاز کریستال زمان که در آن، الگوی تکراری در رفتار جمعی ذرات به طور طبیعی و بدون نیاز به تحریک خارجی پایدار بروز میکند.
آنها در ادامه، دقت هر فاز را در اندازهگیری بازههای کوتاه زمانی سنجیدند. با افزایش دقت، فاز معمولی عملکرد خود را از دست داد، در حالی که فاز کریستال زمان بهطور قابل توجهی پایدارتر باقی ماند.
یافتههای این مطالعه نظری که در نشریه Physical Review Letters منتشر شده، نشان میدهد که ریتم درونی یک کریستال زمان میتواند در شرایط مشابه، مرجعی پایدارتر نسبت به سیستمهای وابسته به محرکهای خارجی فراهم آورد.
اما باید یادآور شد که این نتایج از نوع نظری هستند و برای ساخت ساعتی عملی بر پایه آن، لازم است پیشرفتهای فنآورانه جدیدی حاصل شود. اگر این ایده به واقعیت بپیوندد، قادر خواهد بود فناوریهایی از ارتباطات امن گرفته تا ناوبری پیشرفته را متحول سازد.
