Tak trochu mimo stínové válčení Blízkého Východu, zbrusu nové prince či vypouštění parlamentů se mezi odborníky již několik měsíců odehrává vědecká bitva o kvantové časové či časoprostorové krystaly (quantum time crystals). Na jejím počátku byl bláznivý nápad Franka Wilczeka z MIT, nobelisty za objev asymptotické svobody v teorii silné interakce. Loni ho napadlo, že by mohly existovat pohybující se objekty s nulovou energií a navrhl teoretické struktury, v nichž se odehrávají periodické oscilace ve stavu s nulovou energií. Čili kvantové časové krystaly, periodické v čase i prostoru.
Tongcang Li z Kalifornské univerzity v Berkeley s kolegy poté navrhli systém kvantových časových krystalů, založený na iontech beryllia, které běhají kolem dokola v magnetické iontové pasti při téměř absolutním mrazu 10 na mínus devátou kelvinu. Badatelé měli za to, že by ve vhodném magnetickém poli tyto ionty mohly obíhat navěky. Samotný Wilczek časem ještě vymyslel mechanismus počítacího stroje, který by využíval časové krystaly. Také se spekulovalo o tom, že by struktury s časovými krystaly mohly přežít tepelnou smrt vesmíru – nesmírně vzdálený teoretický okamžik, kdy by se vyčerpala veškerá využitelná energie vesmíru, pokud by náš vesmír mezitím neskončil jiným způsobem.
Kvantové časové krystaly si získaly své fanoušky, ale také zaryté protivníky. V čele šiku odpůrců konceptu táhne Patrick Bruno z European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) ve francouzském Grenoblu, který se dlouhodobě snaží popřít existenci spontánní rotace ve stavu s nulovou energií. Wilczek pracuje s rotujícími solitony, čili izolovanými vlnami, které si při stálé rychlosti pohybu drží svůj tvar, ve stavu s nulovou energií. Podle Bruna ale tyto solitony existují ve stavu o vyšší energii. Bruno se také domnívá, že systém s rotačním pohybem ve stavu s nulovou energií může vyzařovat energii ve formě elektromagnetických vln, což podle Wilczeka nedělá.
Bruno se navíc před pár dny vytasil s další námitkou, podle níž systémy s částicemi, které obíhají v jednorozměrném magnetickém prstenci, vždycky zvýší svoji energii, takže pak již nejsou ve stavu s nulovou energií. Své argumenty vystavěl na první pohled velmi nedobytně, přičemž vycházel z prací nobelisty Anthonyho Leggettse o rotačních vlastnostech supratekutin (superfluids). Kritický průšvih je prý v tom, že Wilczekem navržené časové krystaly jsou povahou izolátory a je prý zoufale beznadějné se je snažit přimět hýbat se v magnetickém poli.
Až čas ukáže, jestli kvantové časové krystaly mohou existovat anebo ne. Bruno tvrdí, že rozmetal všechny doposud navržené realistické modely časových krystalů. Zároveň ale sám přiznává, že se může objevit nové, překvapivé řešení, které by vdechlo časovým krystalům nový život. Do té doby se očividně spokojený Bruno hodlá věnovat jiným záležitostem.
Literatura
PhysOrg 22.8. 2013, Physical Review Letters 111: 070402, Wikipedia (Space-time crystal, Soliton).
Diskuze:
K čemu to
Michal Lenc,2013-09-02 19:31:42
Doufám, že nebudu znít jako buran, ale k čemu je to dobré? Tím myslím, chápu objevování exoplanet, pokusy s antigravitací a warpovým pohonem. Nebo to jsou věci u kterých se praktičnost vyloupne až časem jako u kvantového počítače?
Nějaký nástin, k čemu lze takový výzkum použít by byl skvělý.
Jiří Havránek,2013-08-25 15:03:47
K lepšímu pochopení, vlastní anuloid by byl metastabilní strukturou vakua pro v = c. Existenci kvantových časových krystalů je dle mne pravděpodobná a existuje nejméně jedna struktura vakua, která vyhovuje efektům. Pro případnou diskusi má redakce text k publikování a je škoda, že není prostor pro publikaci v češtině i když nejméně 3 dílčí představy publikováné v nedávné době jako výstupy univerzit či ústavů jsou kompatibilní nebo jdou stejným směrem, či přímo výchozí předpoklady potvrzují. Je to škoda, před 100 roky jsme byli v epicentru dění, ale to se zde skutečně vedla svobodná vědecká diskuse.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
