Машина времени, темпоральные эффекты

Согласно первому закону термодинамики, создание вечного двигателя, который будет работать без дополнительного источника энергии, невозможно. Однако в начале этого года (2019) физикам удалось создать конструкции, называемые темпоральными кристаллами, которые ставят этот тезис под сомнение.

Темпоральные кристаллы выступают в качестве первых реальных примеров нового состояния материи, называемого «неравновесным», в котором атомы имеют переменную температуру и никогда не находятся в тепловом равновесии друг с другом. Темпоральные кристаллы имеют атомную структуру, которая повторяется не только в пространстве, но и во времени, что позволяет им поддерживать постоянные колебания без получения энергии. Это происходит даже в стационарном состоянии, которое является самым низшим энергетическим состоянием, когда движение теоретически невозможно, поскольку оно требует затрат энергии.

Так что же, кристаллы времени нарушают законы физики? Строго говоря, нет. Закон сохранения энергии работает только в системах с симметрией во времени, которая подразумевает, что законы физики одинаковы везде и всегда. Однако темпоральные кристаллы нарушают законы симметрии времени и пространства. И не только они. Магниты тоже иногда считаются природными асимметричными объектами, потому что у них есть северный и южный полюса.

Еще одна причина, по которой темпоральные кристаллы не нарушают законов термодинамики, заключается в том, что они не полностью изолированы. Иногда их нужно «подталкивать» — то есть давать внешний импульс, после получения которого они уже начнут менять свои состояния снова и снова. Возможно, что в будущем эти кристаллы найдут широкое применение в области передачи и хранения информации в квантовых системах. Они могут сыграть решающую роль в квантовых вычислениях.

 

Франк Вильчек, нобелевский лауреат 2004 года и автор концепции временно'го кристалла.
Фото: Kenneth C. Zirkel/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0.


Крис Монро, автор одного из экспериментов по созданию темпорального кристалла, в лаборатории.
Фото: Marym1234/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0.


«Рецепт» темпорального кристалла из эксперимента Кристофера Монро:
лазерное излучение, показанное оранжевой и зелёной стрелками, переворачивает магнитные моменты (спины);
лазерное излучение, показанное красной стрелкой, вносит беспорядок и вызывает взаимодействия между спинами.
В результате система из спинов осциллирует между двумя стабильными состояниями, которые устойчивы к изменениям в частоте накачки.


Михаил Лукин — автор одного из экспериментов по созданию темпорального кристалла и соучредитель Российского квантового центра.
Фото Анжелики Кубряк.

 

Темпоральный кристалл — гипотетическая физическая структура, периодически через равные интервалы времени изменяющая свою структуру без поступления к ней энергии извне. В 2015 году было доказано, что создание темпорального кристалла в состоянии с наименьшей энергией и в любой равновесной системе, достигшей устойчивого состояния при любом значении энергии невозможно. Подобие темпорального кристалла было создано в 2017 году на основе неравновесных систем, получающих энергию от лазерного излучения или микроволнового излучения.

Идея временного кристалла впервые была описана Фрэнком Вильчеком в 2012 году

 

В отличие от многих областей фундаментального научного знания у квантовой физики есть фора. Лазеры, магнитно-резонансные томографы, навигаторы — этого портфеля практических применений хватило бы, чтобы выигрывать даже по правилам, которые экономическая необходимость навязывает обществу. Однако наука парадоксальным образом использовала этот портфель, чтобы отстаивать право учёного на бескорыстное любопытство.
Формулировка curiosity-driven research — «исследование из любопытства», — ещё вчера табуированная в условиях нехватки средств, сегодня возвращается в научный дискурс.
На Второй международной квантовой конференции (Москва, июль 2013 года) профессор Вольфганг Кеттерле из Массачусетского технологического института открытым текстом призвал общества и правительства «доверять своим учёным», то есть фактически смириться с тем, что фундаментальное исследование и прикладной проект — это разные жанры.

 

Тайны мироздания: Серия 1 - Искривление времени

 

Темпоральные эффекты.
Парадокс растяжения времени и жизни.

 

Время Козырева

 

А за счет чего должны происходить эти перестройки, по замыслу "темпоралов"?

 

Я так понимаю, "Темпоральный кристалл" довольно сложное понятие, книжки автора идеи надо читать. Перестройки, скорее всего, должны происходить за счёт изменения внутренних энергий, самого различного рода, самого кристалла.
Я это представляю, как колебания желатинового кубика.

 

С желатиновым все понятно, он получил импульс, и будет колебаться, пока весь импульс не перейдет в тепло.
А в темпоральном потери предусмотрены или это некая идеальная система?

 

Скорее всего идеальная, типа сверхтекучего гелия, где отсутствуют тепловые колебания и вся система "работает" на квантовом уровне! В такой системе будут происходить непрерывные трансформации без воздействия на неё снаружи и они будут происходить до тех пор, пока система будет замкнутая. Я не знаю какие там могут быть трансформации, кроме перераспределения в пространстве частей системы. Нужно автора идеи почитать, если очень интересно.

 

Эх, вот в квантовости этой я не понимаю почти ничего... но чувствую, что где-то нас нае...ют
С другой стороны, понятно, что на микроуровне законы механики и понятные нам явления "потерь" отсутствуют как класс - ведь существуют же частицы автономно практически вечно, без какой-либо подпитки извне.
Но периодическая перестройка целого кристалла... в любом случае будут излучаться какие-то волны в процессе этой скачкообразной перестройки...

 

Ну - машина времени:
БТГ хронопортирует энтропию.

 

а, вот так лучше

 

За этой "квантовостью" будущее. Это как совершенно другой уровень понимания, технологий и возможностей, которые эти технологии дают! Можно аналогию привести, были проводные телефоны с диском-номеронаберателем (это нынешний уровень) и стали сотовыми телефоны (квантовый уровень). Так, в дисковых телефонах мало кто разбирался, что говорить про сотовые.
Если сильно охладить вещество, до температуры максимально приближенной к абсолютному нулю, то теплового излучения не будет, а на квантовом уровне в стабильной изолированной системе нет излучений, она "варится в собственном соку".
Зачем частицы чем-то подпитывать из вне, чтобы они существовали вечно?
Частицы это сгустки энергии. Энергия, как в "консервной банке" или в "газовом баллоне высокого давления". При определённых концентрациях энергии в определённом объёме, она, как бы, сама становится для себя "банкой" или "баллоном". И не надо ничего в "банку" добавлять, чтобы она стояла "вечно". Да, ничего ты в неё уже и не добавишь, т.к. она полная! А если столкнуть две "банки", они разобьются и высвободившаяся энергия или улетит в виде излучения - квантов, или, при подходящих условиях, снова сама себя закупорит в "банку".
Темпоральный кристалл это просто название. Кристалла там, скорее всего не будет. Я представляю эту конструкцию в виде сферы из "квантовой" жидкости при температуре абсолютного нуля, подвешенной в пространстве, без воздействия внешних полей, в том числе и поля гравитации. Даже сейчас технологии позволяют сделать что-то подобное.
Но самое интересное впереди!

 

"Загадка времени"

 

Отчего Мы воспринимаем ВРЕМЯ по-разному


Куда течет ВРЕМЯ?

 

"...Скажи - куда ушли те времена? Да не просто скажи, а покажи рукой!
И если время - это река, то куда утекла она? И где это море, вскормленное рекой?..."
(А.Макаревич)

 

Да, если всё в прошлом, грустно "... осень, журавлей уносит в даль ...", а может "... осень, очей очарование ..." или "... осень, жгут корабли ..."
Каждый выбирает своё.
Для меня "... и завтра новый бой, покой нам только снится ..."
А что ВРЕМЯ? В природе его не существует. Это понятие человек сам для себя придумал, чтобы было с чем заморачиваться!