Учитель физики стал самым молодым милл...
Просмотров: 79
Физики обнаружили, что временные кристаллы могут взаимодействовать через полупроводник25.08.2026 ![]() Как кристаллы непрерывного времени сохраняют свой ритмВ отличие от обычного кристалла, атомы которого повторяются в пространстве, кристалл времени определяется поведением, которое повторяется во времени. В этом эксперименте ритм не задается периодически пульсирующим источником. Полупроводник освещается непрерывно, а связанная спиновая система вырабатывает собственную частоту колебаний. Система не совершает колебаний без источника энергии. Вместо этого непрерывная оптическая накачка поддерживает неравновесное состояние, в то время как повторяющаяся динамика возникает в результате взаимодействий внутри материала. Материал содержит арсенид галлия с небольшим количеством индия и кремния, которые помогают локализовать электроны. Он охлажден примерно до −270 °C (−454 °F), что всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Каждый локализованный электрон взаимодействует примерно с миллионом окружающих его ядерных спинов.
На рисунке изображен пространственный кристалл, в котором размещены несколько непрерывных временных кристаллов (НВК), обозначенных стрелками. Они возбуждаются лучом красного лазера. В пределах области, определяемой максимальным расстоянием для диффузии электронных спинов, все временные кристаллы синхронизированы друг с другом. Источник: Алекс Грейлих Лазер подготавливает спины электронов к предпочтительной ориентации. Затем их поляризация передается ядрам. При воздействии слабого магнитного поля поляризация ядерных спинов начинает вращаться, а обратная связь между электронными и ядерными спинами приводит к устойчивым колебаниям. Второй лазер позволяет исследователям отслеживать это движение. Когда отдельные временные кристаллы синхронизируютсяРазные части полупроводника не являются абсолютно идентичными на микроскопическом уровне, поэтому в изолированных областях естественным образом возникают немного отличающиеся частоты колебаний. Поразительное явление возникает, когда возбуждаются сразу несколько областей. Вместо того чтобы продолжать двигаться с индивидуальной скоростью, расположенные рядом кристаллы времени могут подстраиваться до тех пор, пока не начнут двигаться с общей частотой. Синхронизация широко распространена в физике и биологии, но классическое сравнение относится к 1665 году, когда Христиан Гюйгенс заметил, что два маятниковых маятника, установленных на одной опоре, в конце концов начинают идти в такт. Их слабого механического взаимодействия было достаточно, чтобы скоординировать их движение.Временные кристаллы обеспечивают связь на удивительных расстоянияхНичто физически не связывает полупроводниковые осцилляторы таким образом. Вместо этого эксперименты указывают на то, что в качестве связующего звена между ними выступают спиново-поляризованные электроны, движущиеся через материал. Наблюдаемая синхронизация распространяется на расстояния около 40 микрометров (0,0016 дюйма) — расстояние, которое примерно соответствует характерной длине диффузии спинов электронов в полупроводнике. За пределами этого диапазона осцилляторы перестают синхронизироваться и продолжают работать на своих собственных частотах. Сорок микрометров — это, может, и немного, но это более чем в тысячу раз превышает характерный размер отдельного осциллятора. В масштабах базовой спиновой системы это делает взаимодействие удивительно дальнодействующим. Вместо того чтобы рассматривать каждую осциллирующую область как изолированный кристалл времени, можно представить синхронизированную совокупность в виде более крупного кристалла времени, состоящего из множества взаимодействующих элементов. Это открывает возможности для изучения коллективного поведения, передачи информации и сложной динамики в сетях спиновых осцилляторов в твердотельных устройствах. Ссылка: “Non-local synchronization of continuous time crystals in a semiconductor” by Alex Greilich, Nataliia E. Kopteva, Vladimir L. Korenev, Philipp A. Haude, Linus Kunze, Ben W. Grobecker, Sergiu Anghel, Markus Betz and Manfred Bayer, 22 July 2026, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-026-75714-1Информация взята с: SciTechDaily
Комментарии:Пока комментариев нет. Станьте первым! |