Dạng vật chất hoàn toàn mới chuyển động vĩnh cửu

Tinh thể thời gian có các nguyên tử dao động cộng hưởng theo vòng lặp vĩnh cửu mà không bị mất năng lượng. Ảnh: Jamie Seidel.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland, và Đại học Harvard, Mỹ, khẳng định sự tồn tại của tinh thể thời gian trong bài báo đăng trên tạp chí Nature hôm 8.3, theo Seeker. Đây là một trạng thái kỳ lạ của vật chất được đề xuất vào năm 2012 bởi Frank Wilczek, người đoạt giải Nobel vật lý năm 2004.

Nhiều nhà vật lý trước đây cho rằng sự tồn tại của tinh thể thời gian không thể xảy ra, ít nhất là trong lý thuyết mà Wilczek đề cập ban đầu. Đối với tinh thể thông thường như đá quý, bông tuyết hoặc muối, các nguyên tử và phân tử cấu thành sắp xếp thành cấu trúc mạng lưới tuần hoàn, có mức độ trật tự cao. Nhưng trong tinh thể thời gian, các nguyên tử sắp xếp lặp đi lặp lại theo thời gian thay vì không gian vật lý.

Tinh thể thời gian được tạo ra bằng cách sử dụng tia laser, nam châm, gương, thiết bị quang học, tác động lên các nguyên tử, khiến chúng dao động cùng nhau. Điều này giống như mặt trống bị rung lên khi có người gõ vào, Christopher Monroe, thành viên của nhóm nghiên cứu tại Đại học Maryland, cho biết.

"Chúng tôi tách riêng những nguyên tử riêng lẻ, bẫy chúng bằng điện từ, sau đó chuyển sang buồng chân không và chiếu chúng bằng tia laser", Monroe nói.

Khám phá về tinh thể thời gian có ý nghĩa rất quan trọng đối với máy tính lượng tử trong tương lai, giúp chúng hoạt động ở mức độ phức tạp và ổn định cao hơn nhờ khai thác các quy luật của động lực học lượng tử. Ngoài ra, công nghệ này cũng được dùng để chế tạo nhiều loại đồng hồ lượng tử mới có độ chính xác cao.