Физики впервые создали квантовый "временной кристалл". Кристалл времени
«Кристаллы времени» могут перевернуть теоретическую физику
В феврале 2012 года нобелевский лауреат, физик Франк Вилчек, решил выйти на публику со странным и, как ему показалось, слегка неуклюжим предположением. Невозможным в его идее было то, что Вилчек разработал и развил доказательство существования «кристаллов времени» — физических структур, которые движутся по одной и той же схеме, как минута в часах, не затрачивая энергию и не останавливаясь никогда. В отличие от часов и любых других известных нам объектов, кристаллы времени получают энергию для движения не из хранилища, а из разлома в симметрии времени, который представляет собой особую форму вечного движения.
«Большинство исследований в физике являются продолжением вещей, которые были сделаны ранее», — говорит Вилчек, профессор Массачусетского технологического института. По его словам, нужно «выглянуть из коробки».
Идею Вилчека физики встретили настороженно. С одной стороны, у нас есть блестящий профессор, известный разработкой экзотических теорий, которые впоследствии вошли в основное русло, к примеру, существование частиц под названием аксионы и анионы, а также обнаруженное свойство ядерных сил, известное как асимптотическая свобода (за которое он получил Нобелевскую премию по физике в 2004 году). С другой стороны, он говорит о вечном движении, которое считается невозможным из-за фундаментальных законов физики, которые сложно обойти. Стала ли его работа величайшим прорывом или же просто логической ошибкой? Якуб Закржевски, профессор физики и глава атомной оптики в Ягеллонском университете в Польше, изучивший исследования Вилчека, сказал просто:
«Я даже и не знаю».
К счастью, технологический прогресс сделал возможным проверку подобной идеи. Физики планируют построить кристаллы времени, даже не за тем, что они будут генерировать бесконечное количество энергии (и тем самым станут вечным двигателем, который безуспешно пытались создать тысячи лет), а за тем, что находка может рассказать о том, что такое время на самом деле.
Идея родилась у Вилчека, когда он готовил лекцию в 2010 году:
«Я думал о классификации кристаллов, а потом меня осенило, что можно подумать о пространстве-времени с этой точки зрения. И поскольку вы думаете о кристаллах в пространстве, вполне естественно думать о том, как ведут себя кристаллические формы во времени».
Когда материя кристаллизуется, ее атомы спонтанно выстраиваются в ряды, колонки и стопки трехмерной решетки. Атом занимает свою позицию в решетке, но баланс сил между атомами мешает им набиться в пространстве. Поскольку у атомов есть дискретный, а не непрерывный выбор мест, где появиться, кристаллы ломают пространственную симметрию природы — обычное правило того, что все места в пространстве эквивалентны. Но как насчет временной симметрии природы — правило того, что стабильные объекты остаются неизменными во времени?
Вилчек обдумывал это в течение нескольких месяцев. В конце концов, его уравнения показали, что атомы действительно могут образовывать постоянно повторяющуюся решетку во времени, возвращаясь в исходное положение спустя дискретный (а не непрерывный) интервал, тем самым нарушая временную симметрию. Без потребления или производства энергии временные кристаллы будут стабильными, то есть находиться в «основном состоянии», как говорят физики, несмотря на циклические изменения в структуре, что с точки зрения физики можно определить как вечное движение.
«Для физика будет абсолютным безумием думать об основном состоянии как о зависящем от времени», — говорит Хартмут Хаффнер, квантовый физик из Калтеха. — «Из определения основного состояния следует, что его энергия равна нулю. Но если состояние зависит от времени, это подразумевает, что либо энергия изменяется, либо что-то еще. Что-то, что движется по кругу».
Каким образом что-либо может двигаться вечно, не затрачивая энергию? Звучит безумно, поскольку противоречит общепринятым законам физики. Но исследования Вилчека по квантовым и классическим кристаллам времени (последнее — в соавторстве с Альфредом Шапером из Университета Кентукки) прошли проверку экспертов и были опубликованы в Physical Review Letters в октябре 2012 года. Вилчек не утверждает, что знает, могут ли объекты, нарушающие симметрию времени, существовать в природе, но он попытается сделать один из таких в рамках эксперимента.
«Представьте, что вы рисуете мишень и ждете, пока в нее попадут стрелы. Поскольку нет никакого логического противоречия в том, что это может случиться, я думаю, это случится».
Экспериментище
Франк Вилчек.
В июне группа физиков под руководством Сян Чжана, наноинженера из Беркли, и Тонгчанга Ли, физика из группы Чжана, предложили создать кристаллы времени в форме постоянно вращающихся колец заряженных атомов или ионов. (Ли сообщил, что он думал об этом еще до того, как прочитал документацию Вилчека). Статья была опубликована вместе с вилчековской в том же журнале.
С тех пор только один критик — Патрик Бруно, физик-теоретик из Европейского фонда синхротронного излучения во Франции — выразил несогласие в научном виде. Бруно считает, что Вилчек и его коллеги ошибочно отождествляют времязависимое поведение объектов с возбужденным энергетическим состоянием, а не основным. Нет ничего удивительного в объектах с избыточным энергетическим движением в цикле с замедлением движения по мере рассеяния энергии. Чтобы стать кристаллом времени, объект должен обладать вечным движением в основном состоянии.
Комментарий Бруно и ответ Вилчека появился в журнале PRL в марте 2013 года. Бруно продемонстрировал, что низкое энергетическое состояние возможно в системе, предложенной Вилчеком, как гипотетический пример квантового кристалла времени. Вилчек ответил, что хотя приведенный пример не является кристаллом времени, он не думает, что эта ошибка «ставит под вопрос основные понятия».
«Я доказал, что пример некорректен. Но у меня до сих пор нет общего доказательства. Пока».
Споры едва ли закончатся теоретическими основаниями. Козырь находится в руках у экспериментаторов.
Международная группа ученых во главе с учеными Беркли готовит сложный эксперимент в лаборатории, однако он может быть проведен в период «от трех лет до бесконечности», прежде чем придет к логичному завершению. Все зависит от непредвиденных технических трудностей или финансирования. Есть надежда, что кристаллы времени выведут физику за пределы точной, но пока несовершенной квантовой механики, и проложат путь к более великой теории.
«Я очень заинтересован в том, могу ли я сделать вклад, следуя постулатам Эйнштейна», — говорит Ли. — «Он говорил, что квантовая механики является неполной».
Ионное кольцо
Иллюстрация эксперимента с кольцом ионов в магнитной ловушке.
В теории общей относительности Эйнштейна измерения пространства и времени сплетаются воедино — пространство-время. Но в квантовой механике, которая отвечает за взаимодействие веществ на субатомном уровне, время представлено иначе — «тревожной, эстетически неприятной», по словам Закржевского.
Различные понятия о времени могут быть одной из причин несовместимости общей теории относительности и квантовой механики. По крайней мере один из этих двух элементов должен быть изменен, чтобы стало возможным создание всеобъемлющей теории квантовой гравитации. Это одна из основных целей теоретической физики. Какое из пониманий времени будет верным?
Если кристаллы времени могут нарушать симметрию времени таким же образом, как обычные кристаллы разрывают пространственную симметрию, «это будет говорить о том, что в природе эти две величины, похоже, обладают симметричными свойствами, а значит должны однозначно отражаться в теории. Значит, квантовая механика является несовершенной, и квантовым физикам придется рассматривать время и пространство как две нити одной ткани.
Команда Беркли будет пытаться построить кристаллы времени путем введения сотни ионов кальция в небольшую камеру, окруженную электродами. Электрическое поле загонит ионы в ловушку толщиной 100 микронов, примерно с человеческий волос. После ученым придется откалибровать электроды, чтобы выровнять поле. Поскольку заряды отталкиваются, ионы распределятся равномерно по внешнему краю ловушки, образовав кристаллическое кольцо.
Сначала ионы будут вибрировать в возбужденном состоянии, но диодные лазеры, вроде тех, что используются в DVD-проигрывателях, будут урезать их кинетическую энергию. По расчетам группы, ионное кольцо достигнет основного состояния, когда лазеры охладят ионы до одной миллиардной градуса выше абсолютного нуля. Такая температура долгое время была недостижима из-за нагревания электродов в ловушке, но в сентябре появилась революционная технология, которая в сто крат снизит тепловой фон ловушки. Это именно тот фактор, который нужен исследователям.
Затем исследователи включат статическое магнитное поле в ловушке, которое, если верить теории, заставит ионы вращаться (причем до бесконечности). Если все пойдет по плану, ионы вернутся к исходной точке спустя определенный интервал времени, образовав регулярно повторяющуюся во времени решетку и нарушив временную симметрию.
Чтобы увидеть вращение кольца, ученые тронут один из ионов с помощью лазера, эффективно поставив его в другое электронное состояние, отличное от других 99 ионов. Избранный ион будет оставаться ярким и показывать свое новое местоположение, в то время как другие будут затемняться вторым лазером.
Если яркий ион будет обращаться с постоянной скоростью, ученые впервые продемонстрируют, что трансляционная симметрия времени может быть нарушена.
«Это на самом деле перевернет наше понимание», — говорит Ли. Но прежде мы должны доказать, что это работает».
Пока эксперимент не закончится успехом, многие физики будут настроены скептически.
«Лично я думаю, что невозможно обнаружить движение в основном состоянии», — говорит Бруно. — «Они могут загнать кольцо ионов в тороидальную ловушку и поиграться с интересной физикой, но они не увидят, что их часики тикают постоянно, как они заявляют».
Хотя, кто знает, возможно квантовая механика не такая уж и плохая.
hi-news.ru
Кристалл времени - Предмет - World of Warcraft
Комментарий от jiajia
Wondering disenchanting what ilvl gear I get this instead of Sha crystal, it seems like disenchanting 608 item gives you these and those under 590s gives you Sha. 598 give sha crystals too.
Комментарий от Hypersonguy
These are generated by disenchanting epic items of 600 ilvl or higher. The easiest way to tell if you will get a temporal crystal or a sha crystal is whether the items says Disenchantable (575) or just plain disenchantable. Anything featuring the (575) will yield a sha crystal.Комментарий от Kelthuza
quick question..how do you get the recipe with 3 charges? and is it the same way for other professions?
Комментарий от MisterCrow
Anyone have any suggestions on the best way to turn these into a vendorable item?I'm not really interested in undercutting goblins on the AH, but I also want to find a way to put these to use that translates directly into gold.
Комментарий от Uberbane
If you're an enchanter, one of the faster way of farming these other than waiting for work orders to complete in your Garrison is to create or find a premade battleground group (or random battlegrounds, for likely lower success) in order to obtain Почетный знак from battleground wins.TL;DR Using PvP battlegrounds, 1 Почетный знак = 1 Кристалл времени.
Комментарий от pakteri
This will make your life easier! Try it out.PS: You have to put these spells on your action bar to make it work.Alchemy
/run PickupSpell(156587) — Alchemical Catalyst/run PickupSpell(175880) — Secrets of Draenor Alchemy/run PickupSpell(114780) — Transmute: Living Steel
Blacksmithing
/run PickupSpell(171690) — Truesteel Ingot/run PickupSpell(176090) — Secrets of Draenor Blacksmithing/run PickupSpell(143255) — Balanced Trillium Ingot/run PickupSpell(138646) — Lightning Steel Ingot
Enchanting
/run PickupSpell(169092) — Temporal Crystal/run PickupSpell(177043) — Secrets of Draenor Enchanting
Engineering
/run PickupSpell(169080) — Gearspring Parts/run PickupSpell(177054) — Secrets of Draenor Engineering/run PickupSpell(139176) — Jard’s Peculiar Energy Source
Inscription
/run PickupSpell(169081) — War Paints/run PickupSpell(177045) — Secrets of Draenor Inscription/run PickupSpell(112996) — Scroll of Wisdom
Jewelcrafting
/run PickupSpell(170700) — Taladite Crystal/run PickupSpell(176087) — Secrets of Draenor Jewelcrafting/run PickupSpell(140050) — Serpent’s Heart
Leatherworking
/run PickupSpell(171391) — Burnished Leather/run PickupSpell(176089) — Secrets of Draenor Leatherworking/run PickupSpell(142976) — Hardened Magnificent Hide/run PickupSpell(140040) — Magnificence of Leather
Tailoring
/run PickupSpell(168835) — Hexweave Cloth/run PickupSpell(176058) — Secrets of Draenor Tailoring/run PickupSpell(143011) — Celestial Cloth/run PickupSpell(125557) — Imperial Silk
ru.wowhead.com
«Кристаллы времени» все эти годы были на виду у физиков: неожиданное открытие
Команда физиков из Йельского университета доказала, что синтезом загадочных «кристаллов времени», открытых нобелевским лауреатом, может заниматься даже ребенок!
Василий Макаров
8 мая 2018 14:30
В 2012 году лауреат Нобелевской премии по физике Фрэнк Вильчек предположил существование нового типа кристалла. Хотя большинство кристаллов имеют структуру, повторяющуюся в двух или трех измерениях, Вильчек представил концепцию кристалла, структура которого воспроизводится четыре раза: три из них соответствуют измерениям пространства, а четвертое — измерению времени. Он назвал эту гипотетическую структуру «кристаллом времени», и лишь в прошлом году ученым удалось выяснить, как можно синтезировать их в лабораторных условиях.
Кристаллы времени
Недавно опубликованные исследования показали, что пресловутые кристаллы времени существуют не только как продукт лабораторной деятельности ученых. Оказалось, что подобные структуры могут формироваться и в естественной среде, при этом сам процесс намного проще, чем представляли себе специалисты. Для человечества это большая удача: кристаллы Вильчека могут быть использованы в практических целях, к примеру для создания сверхточных атомных часов, гироскопов нового поколения и других устройств.
Кристаллы времени проявляют весьма странную активность под воздействием электромагнитных волн. В таком кристалле все молекулы вращаются в определенном направлении, и с каждым новым ЭМ-импульсом оно изменяется. Но даже в том случае, если импульсы носят бессистемный характер, направление вращения все равно изменяется с регулярными интервалами, благодаря чему кристаллы времени могут использоваться как мера отсчета временных интервалов, то есть как универсальные часы.
«Это может сделать даже ребенок»
В прошлом году исследователи выяснили, как создать эти кристаллы в лаборатории с помощью довольно сложной методики, включающей в себя точечное воздействие лазеров на набор атомов иттербия. Однако новая работа физиков из Йельского университета доказала, что синтезировать кристаллы времени так просто, что этим буквально может заниматься ребенок. Они обнаружили, что временные кристаллы образуются внутри обычных кристаллов моноаммонийфосфата, который часто используется в наборах «юного химика» и прочих познавательных игрушках, благодаря которым можно вырастить красивый кристалл в домашних условиях. Теоретически, в каждой такой структуре могут скрываться кристаллы Вильчека. Шон Баррет, автор исследования, отмечает, что физикам это только на руку, поскольку чем дешевле и проще процесс — тем легче его изучать. Теперь им предстоит во всех деталях разобраться в механизме синтеза кристаллов времени и определить, как именно их можно использовать на благо технологического прогресса.
www.popmech.ru
Физики впервые создали квантовый "временной кристалл"
МОСКВА, 7 окт – РИА Новости. Американские ученые впервые смогли создать экзотическую структуру – так называемый "временной кристалл", внутри которого время течет не непрерывно, а своеобразными "шагами", говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org
Кристаллы времени – необычные структуры, чье существование было предсказано в феврале 2012 года нобелевским лауреатом Фрэнком Вильчеком (Wilczek). Их главное свойство – в них законы физики будут вести себя особым образом, порождая необычные периодические структуры не в пространстве, как в обычных кристаллах, а во времени.
Почти все физические законы в нормальных условиях работают одинаково в любой временной точке. Формулы, описывающие физические процессы, не меняются при сдвиге времени на произвольное значение назад или вперед. Четыре года назад Вильчек предположил, что это правило – так называемая однородность времени – может нарушаться внутри экзотически устроенной материи, на поддержание которой требуется наименьшее количество энергии.
Физики заставили свет двигаться только в одну сторону внутри чипа При наблюдении за таким кристаллом нам будет казаться, что он движется, хотя на самом деле он будет находиться в состоянии абсолютного покоя. Его "движение" будет составлено из повторяющихся во времени дискретных элементов, подобных частицам материи в обычных кристаллах, что и заставило Вильчека назвать эту форму материи "временным кристаллом".
Многие ученые сомневались, что подобная форма материи может существовать в принципе, так как этому будут мешать законы квантовой механики, однако Цзехан Чжан (Jiehang Zhang) из университета штата Мэриленд в Колледж-Парке (США) и его коллеги нашли способ обойти эти ограничения и впервые увидеть подобный кристалл. Для этого они создали квантовую систему, которая находится в постоянном состоянии неустойчивости и меняется со временем.
Квантовый временной кристалл, созданный Чжаном и его коллегами, представляет собой набор из ионов иттербия, охлажденных до почти абсолютного нуля и расположенных по отношению друг к другу таким образом, что их спины постоянно взаимодействуют, переключая друг друга "по очереди".
Эти взаимодействия приводят к тому, что атомы редкоземельного металла фактически перестают вести себя как квантовые объекты и локализуются – становятся четко видимыми – в какой-то конкретной точке пространства, а не остаются в "размазанном" виде, как "нормальные" жители квантового мира.Меняя спины этих атомов при помощи лазера, американские ученые заметили нечто необычное – через некоторое время после проведения манипуляций частота "переключения " спинов внезапно удваивалась.
Физик: сжатый свет поможет LIGO перешагнуть квантовый предел Так как атомы никак иначе не взаимодействовали с окружающим миром и ученые не вмешивались в их работу, подобное поведение, по мнению Чжана и его коллег, может объясняться только тем, что данная структура является временным кристаллом, однородность времени в котором нарушается. Это подтверждается тем, что любые манипуляции лазером не меняли частоту "переключений" в самом кристалле – она всегда была одинаковой, несмотря на увеличение или уменьшение частоты переключения спинов лазером.
Как полагают ученые, подобные структуры можно использовать для создания квантовой памяти и ряда других эзотерических устройств, однако они признают то, что многие ученые захотят сначала перепроверить их выводы, и лишь потом думать о возможных практических применениях.
ria.ru
Кристаллы времени: Странные структуры | Журнал Популярная Механика
Теоретики полагают, что если кристаллы существуют в трехмерном пространстве, то такие же кристаллы могут быть и во времени.
Понятие симметрии является одним из фундаментальных в современной физике. Оно выходит далеко за пределы обычной пространственной симметрии и, упрощенно говоря, заключается в сохранении действия тех или иных свойств системы при определенных ее преобразованиях.
К примеру, как бы ни ориентировалась система в пространстве, для нее продолжает действовать закон сохранения импульса — так проявляется симметрия пространства. Аналогичным образом при преобразовании (трансляции) времени для системы проявляет себя закон сохранения энергии. Вообще, в соответствии с теоремой Нётер, каждому виду симметрии соответствует некоторый закон сохранения. Можно сформулировать и наоборот, симметрично: законы сохранения — следствие фундаментальной симметрии.
Впрочем, известен целый ряд случаев и того, что Вселенная не проявляет симметричность, которая, казалось бы, вытекает из некоторых физических законов и принципов. Это явление известно, как спонтанное нарушение симметрии: в системе, описываемой симметричными законами и удовлетворяющей симметричным начальным условиям, появляются несимметричные конечные состояния.
Самым ярким примером симметрии служат знакомые всем кристаллы с их высокоупорядоченным расположением частиц. При этом сам процесс кристаллизации раствора можно назвать очень ярким примером спонтанного нарушения симметрии. В растворе частицы расположены хаотично, и вся система находится на минимальном энергетическом уровне. Взаимодействия между частицами симметричны относительно поворотов и сдвигов. Однако после того, как жидкость кристаллизовалась, возникает состояние, в котором обе эти симметрии оказываются нарушенными: взаимодействие между частицами в кристалле не симметрично.
Кристаллы и их пространственная симметрия неплохо изучены — но лишь недавно работающие в США исследователи Аль Шэпир (Al Shapere) и Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek) задумались над тем, возможно ли образование подобных периодических упорядоченных структур не в пространстве, а во времени, структур, при формировании которых происходит то же спонтанное нарушение симметрии. Ученые пришли к положительному ответу на этот вопрос — и ничуть не удивительно, что назвали такие структуры «кристаллами времени».
С помощью сложных математических выкладок авторы показали возможность существования системы на минимальном энергетическом уровне, которая за счет образования определенных периодических структур не в пространстве, а во времени, приходила бы к несимметричному конечному состоянию — тому самому «кристаллу времени». На более близком нам уровне проявляться подобное может в форме периодических изменений определенных термодинамических свойств системы.
По публикации MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog
www.popmech.ru
Ученые создали первый в мире "кристалл времени"
Ученые впервые разработали так называемые «кристаллы времени». Это название звучит в фильме «Доктор Кто», но они вполне реальны, хотя не имеют ничего общего с путешествиями во времени.
Что такое кристалл времени
Как мы знаем, обычный кристалл имеет структуру, которая регулярно повторяется в пространстве. Точно по такому же принципу структура новых кристаллов повторяется во времени. В статье, опубликованной в Physical Review Letter, американские исследователи во главе с Норманом Яо обсуждают, как создать кристаллы времени и измерить их свойства.
Впервые кристаллы времени были получены несколько месяцев назад. Исследователи из университета Мэриленда построили цепь из 10 атомов иттербия и несколько раз подвергли ее воздействию двух лазеров, чтобы вывести атомы из равновесия. Они обнаружили, что цепь являет собой стабильный повторяющийся узор, хотя сам материал остается вне равновесия. Это исследование положило начало новому классу материалов, которые не могут просто осесть в неподвижном равновесии, как алмаз.
В чем суть кристаллов времени? У вас есть какой-то периодический драйвер, который имеет период T, но система каким-то образом синхронизируется так, что вы наблюдаете, как она колеблется с периодом, который больше, чем T.
Кристаллы из иттербия являются одними из двух подобных структур, разработанных учеными. Еще одни кристаллы были созданы в Гарварде из атомов взота, и Яо работал в обеих группах. Результаты их исследований представлены для публикации, и они обеспечивают первый взгляд на эту новую архитектуру материи.
Новая форма материи
Хотя ученые работали с двумя совершенно несопоставимыми системами, результаты оказались на удивление похожими. Это лишний раз подчеркивает тот факт, что кристаллы времени являются новой формой материи. Наблюдения за ними подтверждают, что нарушение временной симметрии способно происходить во многих сферах природы, что открывает ученым путь для новых направлений в исследованиях.
Это новая фаза материи — период. Он является одним из первых примеров неравновесной материи. За последние полвека ученые исследовали вопрос равновесия металлов и изоляторов. И только сейчас они начинают исследовать совершенно новый вид неравновесной материи.
Практическое использование
Кристаллы времени были впервые представлены в 2012 году лауреатом Нобелевской премии Фрэнком Вильчеком, и пока ученые не знают, где их можно применять. Тем не менее они могут иметь правильные свойства, чтобы быть полезными в таких областях, как квантовые вычисления, в будущем.
fb.ru
Кристалл времени - Заклинание - World of Warcraft
| |
При использовании можно также создать волшебный воздух или волшебный огонь.
Восстанавливается ежедневно.
Кристалл времениУровень предмета: 100Используется для ремесел
Максимум в стопке: 200
'; _[169092].buff_ruru = ''; _[169092].spells_ruru = {}; _[169092].buffspells_ruru = {}; _[169092].rppmmod = []; _[169092].effectScaling = []; //]]>
|
| Ингредиенты:При низком уровне навыка наложения чар кристалл может расколоться во время создания. При использовании можно также создать волшебный воздух или волшебный огонь. Восстанавливается ежедневно. Кристалл времениУровень предмета: 100Используется для ремесел Максимум в стопке: 200 |
Ингредиенты
Описание заклинания
| |||||||||
| Нет | |||||||||
| 0 метров (Self) | |||||||||
| 3.5 сек. | |||||||||
| 1 день | |||||||||
| 0 сек. | |||||||||
| Create Tradeskill Item | |||||||||
| DummyЗначение: 4Серверный скрипт | |||||||||
| DummyЗначение: 600Серверный скрипт | |||||||||
Руководства
Дополнительная информация
ru.wowhead.com
