Quantencomputer simulieren den bisher größten Zeitkristall
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2 Physiker der Melbourne University haben mithilfe eines Quantencomputers den bisher größten Zeitkristall simuliert. Im Vergleich zu jenem Zeitkristall, der im vergangenen Jahr von Google-Forscher*innen simuliert wurde und aus 20 Quantenpartikel bestand, besteht der aktuelle aus 57 Teilchen. Laut dem Microsoft-Physiker Chetan Nayak, der am Forschungsprojekt nicht beteiligt war, sei er so groß, dass ihn kein konventioneller Rechner simulieren könnte, wie Science.org ihn zitiert.
Ein Zeitkristall ist grundsätzlich ein theoretisches Konzept, das der US-amerikanische Physiker Frank Wilczek 2012 aufgestellt hat. Er hat sich mit der Struktur von Kristallen beschäftigt, die aus ganz regelmäßig angeordneten Atomen bestehen. Die futurezone hat berichtet.
Position von Atomen voraussagen
Der Physiker fragte sich, wie dieses Muster zustande kommt. Es entsteht spontan, wenn die Atome abkühlen. Kommen einige davon enger zusammen, lässt sich die Position des nächsten einfacher prognostizieren. Wilczek fragte sich, ob dies auch auf die Zeit ummünzbar ist.
Er stellte sich ein System aus Quantenpartikeln vor, welche über Kräfte wechselwirken, die im Zeitverlauf unverändert bleiben. Dieses System sollte aber auch bei geringstem Energiezustand zyklische Entwicklungen ausführen können, was sich allerdings als unmöglich herausgestellt hatte.
Zeitkristall erstmals nachgewiesen
2016 jedoch haben sich 2 Forschungen erneut mit dem Konzept beschäftigt. Behandelt wurde ein System, dass wiederholt durch externe Stimuli aktiviert wird. Unter speziellen Bedingungen kann dieses mit der Zeit ein Veränderungsmuster einnehmen, das sich bei einer niedrigeren Frequenz als jene Frequenz des Stimulus wiederholt. Der Zeitkristall konnte damit nachgewiesen werden.
Konkret besteht das System aus einer Anordnung winziger quantenmechanischer Magneten, die gleichzeitig nach oben und unten zeigen können. Das macht die Quantenmechanik möglich. Nachbar-Magneten zeigen tendenziell in die entgegengesetzte Richtung und verringern ihre Energie. Ein willkürliches lokales Magnetfeld stößt hingegen jeden Magneten an, sich in die eine oder andere Richtung auszurichten.
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