Ang Unang Video ng Daigdig ng Space-Time Crystal

Ang isang pana-panahong pattern ng mga magnon ay nangyayari sa temperatura ng kuwarto.

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay nagtagumpay sa paglikha ng isang sukat na micrometer na space-time na kristal ng mga magnon sa temperatura ng kuwarto. Sa tulong ng isang ultra-sensitibong X-ray microscope, nakunan nila ang paulit-ulit na pana-panahong pattern ng magnetization sa isang pelikula.


Isang space-time na kristal na binubuo ng mga magnon na nakunan ng isang pag-scan ng paghahatid ng X-ray microscope Maxymus.

Ang isang pangkat ng pagsasaliksik ng Aleman-Poland ay nagtagumpay sa paglikha ng isang sukat ng micrometer na space-time na kristal ng mga magnon sa temperatura ng kuwarto. Sa tulong ng paghahatid ng paghahatid ng X-ray microscope Maxymus sa Bessy II sa Helmholtz Zentrum Berlin, pelikula paulit-ulit na pana-panahong istraktura ng magnetization sa isang kristal. Nai-publish Mga Sulat sa Physical ReviewAng proyekto sa pagsasaliksik ay isang pakikipagtulungan sa pagitan ng mga siyentista mula sa Max Planck Institute para sa Intelligent Systems sa Stuttgart, Alemanya, Adam Mickiewicz University at ang Polish Academy of Science sa Poznań sa Poland.

Pagkakasunud-sunod sa kalawakan at isang periodicity sa oras

Ang isang kristal ay isang solid na ang mga atomo o mga molekula ay regular na nakaayos sa isang tiyak na istraktura. Tinitingnan ang pag-aayos gamit ang isang mikroskopyo, atomo o isang Molekyul na laging nasa parehong agwat. Katulad ng mga kristal na space-time: Gayunpaman, ang umuulit na istraktura ay umiiral hindi lamang sa kalawakan kundi pati na rin. Ang pinakamaliit na mga bahagi ay nasa tuloy-tuloy na paggalaw hanggang sa maayos ang mga ito sa orihinal na modelo pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon.

Noong 2012, natagpuan ng nagwaging Nobel Prize na si Frank Wilczek ang simetrya ng bagay sa paglipas ng panahon. Ito ay isinasaalang-alang ang pagtuklas ng mga tinatawag na time crystals, bagaman bilang isang teoretista hinula lamang niya ang mga ito sa pagpapalagay. Mula noon, maraming siyentipiko ang nag-aral ng mga materyales kung saan napansin ang hindi pangkaraniwang bagay. Ang katotohanan na ang mga kristal na space-time na tunay na umiiral ay unang nakumpirma noong 2017. Gayunpaman, ang mga istraktura ay iilan lamang sa mga nanometro ang laki at nabuo lamang sa napakalamig na temperatura na mas mababa sa 250 degree. Centigrade. Ang katotohanan na ang mga siyentipiko ng Aleman-Poland ay nakapagpanood ng medyo malalaking mga space-time na kristal ng ilang mga micrometro sa isang video sa temperatura ng kuwarto samakatuwid ay itinuturing na groundbreaking. Ngunit dahil din sa maaari nilang ipakita na ang mga space-time crystals na binubuo ng mga magnon ay maaaring makipag-ugnay sa iba pang mga magnon na nakakaharap nito.

Ang isang pambihirang eksperimento ay matagumpay

Kinuha namin ang pattern ng magnon na regular na umuulit sa espasyo at oras, nagpadala ng higit pang mga lakas, at kalaunan sila ay nagkalat. Kaya, napakita namin na ang oras na kristal ay maaaring makipag-ugnay sa iba pang mga quasiparticle. Si Nick Träger, isang mag-aaral ng doktor sa Max Planck Institute for Intelligent Systems, na siyang unang may-akda ng publication kasama si Pawel Gruszecki, ay nagsabi na wala pang isa na direktang naipakita ito sa isang eksperimento, pabayaan ang isang video.

Sa kanilang mga eksperimento, si Gruszecki at Träger ay naglagay ng isang strip ng magnetic material sa isang microscopic antena kung saan nagpadala sila ng kasalukuyang dalas ng radyo. Ang patlang na ito ng microwave ay nagpalitaw ng isang oscillating magnetikong patlang – ang quasiparticle ng isang spin wave – isang mapagkukunan ng enerhiya na nasasabik ang mga magnon sa strip. Ang mga magnetikong alon ay lumipat sa strip mula kaliwa at kanan, kusang nakatuon sa isang pattern na inuulit sa espasyo at oras. Hindi tulad ng mga walang kabuluhang alon na nakatayo, ang modelong ito ay nilikha bago ang dalawang magkasalubong na alon ay maaaring magtagpo at makagambala. Ang pattern na regular na nawala at muling lilitaw ay dapat na isang dami ng epekto.

Si Gisela Schütz, Direktor ng Max Planck Intelligent Systems Institute, na nagpapatakbo ng Modern Magnetic Systems Department, ay tumutukoy sa pagiging natatangi ng X-ray camera: “Ang pinakamahusay na microscope na ilaw sa napakataas na resolusyon na may 20 beses lamang na mas mahusay na mga front wave. Kahit na ito hanggang sa 40 bilyong mga frame bawat segundo at laban sa mga phenomena ng magnetiko. Magagawa ito nito nang may napakataas na katumpakan. “

“Naipakita namin na ang gayong mga kristal na spacetime ay mas matatag at kalat kaysa sa orihinal na naisip nila,” sabi ni Pawel Gruszecki, isang siyentista sa Faculty of Physics sa Adam Mickiewicz University sa Poznań. Ang aming mga kristal na condens sa temperatura ng kuwarto at mga particle ay maaaring makipag-ugnay dito hindi katulad ng isang nakahiwalay na system. Bukod dito, umabot ito sa isang sukat na maaaring magamit upang makagawa ng isang bagay sa magnonic space-time na kristal na ito. Maaari itong humantong sa maraming mga potensyal na application. “

Si Joachim Gräfe, dating pinuno ng pangkat ng pagsasaliksik ng Kagawaran ng Modernong Magnetic Systems at ang huling may-akda ng publication, ay nagtapos: “Ang mga klasikal na kristal ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon. Ngayon ay nagdaragdag kami ng isa pang sukat ng mga posibleng application kung ang mga kristal ay maaaring makipag-ugnay hindi lamang sa kalawakan kundi pati na rin sa oras. Ang potensyal para sa komunikasyon, radar o imaging teknolohiya ay napakalaking. “

Sanggunian: “Real Space Observation of Magnon Interaction with Driven Space-Time Crystals” at Joachim ni Nick Träger, Paweł Gruszecki, Filip Lisiecki, Felix Groß, Johannes Förster, Markus Weigand, Hubert Głowiński, Piotr Kuświk, Janusz Dubowik, Macie Schjtz, Macie Schjtz, Krawczyk Gräfe, 3 Pebrero 2021, Mga Sulat sa Physical Review.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.057201

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.