The image shows cold atoms (in yellow) in an optical resonator on their way to form
Исследователям из Института лазерной физики Гамбургского университета впервые удалось создать временной кристалл, который самопроизвольно нарушает непрерывную симметрию перемещения во времени. Они сообщают о своем наблюдении в исследовании, опубликованном онлайн журналом Science в четверг, 9 июня 2022 года.
Идея кристалла времени восходит к нобелевскому лауреату Франку Вильчеку, который первым предложил это явление. Подобно тому, как вода самопроизвольно превращается в лед около точки замерзания, тем самым нарушая трансляционную симметрию системы, симметрия трансляции времени в динамической системе многих тел самопроизвольно нарушается, когда образуется временной кристалл.
В последние годы исследователи уже наблюдали дискретные кристаллы или кристаллы времени Флоке в периодически управляемых замкнутых и открытых квантовых системах. «Однако во всех предыдущих экспериментах симметрия трансляции в непрерывном времени нарушалась периодическим приводом», — говорит доктор Ханс Кесслер из Prof. Группа Андреаса Хеммериха в Кластере передового опыта CUI: Усовершенствованная визуализация материи. «Задача для нас состояла в том, чтобы создать систему, которая самопроизвольно нарушает симметрию непрерывного перемещения во времени».
Использование конденсата Бозе-Эйнштейна внутри оптического высокоточного резонатора
В своем эксперименте ученые использовали конденсат Бозе-Эйнштейна внутри оптического высокоточного резонатора. Используя независимую от времени накачку, они наблюдали фазу предельного цикла, которая характеризуется возникающими периодическими колебаниями числа фотонов внутри резонатора, сопровождающимися циклическим изменением атомной плотности по повторяющимся паттернам.
Они обнаружили, что временная фаза колебаний принимает случайные значения от 0 до 2π, как и ожидалось для спонтанно нарушенной непрерывной симметрии. Определив область стабильности в соответствующем пространстве параметров и показав сохранение колебаний предельного цикла даже при наличии сильных временных возмущений, исследователи продемонстрировали устойчивость динамической фазы. https://phys.org/news/2022-06-crystal.