Gugl napravio vremenski kristal, naučnik na čelu istraživanja objašnjava za Euronews Srbija šta to znači

Vremenski kristali zvuče kao nešto što se nalazi u centru zapleta naučnofantastičnog filma. Međutim, veoma su stvarni, a naučnik iz kompanije Gugl koji je bio na čelu istraživanja ovog fenomena, kvantni fizičar Pedram Rušan, objasnio je za Euronews Srbija o čemu se zapravo radi.

"U pitanju je novo agregatno stanje koje je dinamično, što znači da konstantno i beskonačno oscilira između nekoliko oblika", rekao je Rušan za Euronews Srbija.

U novom istraživanju koje je objavio Gugl, naučnici su koristili kvantne procesore kako bi napravili vremenske kristale, posmatrali ih i utvrdili njihovu stabilnost, odnosno svojstvo da osciliraju iz jednog u drugo stanje beskonačno. Ovo istraživanje i dalje nije prošlo sve potrebne provere naučnika, pa samim tim još uvek nije objavljeno ni u jednom naučnom časopisu.

"Da bi se uspostavili vremenski kristali neophodno je boriti se protiv drugog zakona termodinamike. Naposletku ga ipak ne kršite, već dolazite u situaciju gde su oni stabilni i u skladu sa ovim zakonom", kaže Rušan.

Vremenski kristali ne teže "stanju haosa"

Ukoliko niste potkovani na polju fizike, nema problema. Drugi zakon termodinamike govori da sistemi prirodno teže stanju koje se zove "maksimalna entropija". Ovo je najbolje objasniti kroz primer.

Kada sipate malo mleka u šoljicu kafe, ono će se, vremenom, razložiti umesto da ostane na vrhu, i tako će sistem, odnosno šoljica kafe, ponovo dostići ekvilibrijum, odnosno ravnotežu. 

Printscreen YouTube/Pittsburgh Quantum Institute

Svi sistemi, glasi drugi zakon termodinamike, teže tome da vremenom dostignu "stanje haosa", što je istovremeno i stanje ekvilibrijuma.

Kod vremenskih kristala, stvari stoje malo drugačije, i upravo zato oni predstavljaju gotovo revolucionarno otkriće. Oni ne teže postizanju ekvilibrijuma, već se non-stop prebacuju između dve konfiguracije, i to može da se ponavlja zauvek.

"Zamislite da se u toj vašoj šoljici kafe mleko i kafa neprestano smenjuju, i nikada se ne pomešaju do kraja", kaže objašnjava Rušan.

Razbijanje vremenske simetrije

Guglovi naučnici su došli do toga da posmatraju i rekreiraju ponašanje vremenskih kristala koristeći kvantni procesor Sikamor. 

Kjubiti, jedinice od kojih se kvantni procesor sastoji, konstantno su u pokretu, i ne može se reći da imaju samo jedno stanje u kom su stabilni. 

Naučnici su, u zatvorenom sistemu, primenili čitav niz računskih operacija kako bi promenili stanje kjubita, i te operacije ponovili mnogo puta.

Nakon nebrojeno mnogo primenjenih operacija, uočili su nešto veoma neobično - sistem je bio u stanju koje je veoma slično početnom, odnosno nije težio entropiji.

Unsplash

Praktično, izgledalo je kao da sistem vremenskih kristala pamti početno stanje, i šta god naučnici uradili, želi da mu se vrati.

Ne samo to, već ukoliko je izveden neparan broj operacija, sistem je završio u jednom stanju, a ukoliko je izveden paran broj, onda je završio u drugom.

Bez obzira na to koliko se operacija izvrši, sistem će uvek na kraju biti u jednom od dva stanja koja su ista ili veoma slična početnom. 

Ovo naučnici zovu "razbiljanje vremenske simetrije", jer je sistem podvrgnut simetričnim uslovima, a odgovara tako da istu simetriju krši - završava u istom stanju svaki drugi put, umesto da to čini svaki put. Upravo zbog toga se vremenski kristali i nazivaju tako.

"Biće nam potrebno mnogo mašte"

Prvi je o vremenskim kristalima govorio profesor sa MIT univerziteta Frank Vilček, koji je 2012. osvojio i Nobelovu nagradu za fiziku.

Do sada je bilo nekoliko pokušaja da se vremenski kristali uoče, ali nije bilo mnogo uspeha. Upravo zbog toga je značajno istraživanje u kom je učestvovao Rušan.

"Mnogi su, do sada, videli samo nagoveštaje vremenskih kristala. Mi smo to činili veoma pažljivo, jer je potrebno mnogo pokušaja i računarskih operacija da se do njih dođe", rekao je.

Uprkos tome što su predstavljeni kao potencijalno novo agregatno stanje, još uvek se ne zna kakva bi sve mogla da bude njihova praktična primena.

"Uzbudljivo je znati da ovakvo nešto postoji, i da vremenski kristali osciliraju između nekoliko konfiguracija do beskonačnosti. Biće nam potrebno mnogo mašte i bar još nekoliko godina tehnološkog razvoja, kako bismo uopšte dobili ideju na koje sve načine možemo da ih primenjujemo", zaključio je Rušan za Euronews Srbija.