2558
Фізики з Технічного університету Дортмунда показали, що кілька безперервних кристалів часу, сформованих в одному напівпровіднику, можуть синхронізувати свої коливання навіть тоді, коли розділені простором. Ефект зберігався на відстані до 40 мікрометрів — більш ніж у тисячу разів більшій за характерний розмір одного такого осцилятора.
Кристал часу — це система, внутрішній стан якої повторюється періодично в часі без періодичного зовнішнього сигналу, що задає цей ритм. У дортмундському експерименті такі структури формуються в напівпровіднику з арсеніду галію з невеликими домішками індію та кремнію.
За температури близько мінус 270 градусів Цельсія локалізований електрон взаємодіє приблизно з мільйоном навколишніх ядерних спінів. Лазер вирівнює спіни електронів, після чого вони передають поляризацію ядрам. У слабкому магнітному полі ядерна поляризація починає обертатися.
Як окремі коливання переходять до спільного ритму
Через неоднорідність матеріалу різні ділянки напівпровідника природно мають трохи різні частоти. Проте коли широка лазерна пляма одночасно збуджувала багато областей, їхні коливання переходили на спільну частоту.
Автори порівнюють ефект із відомим спостереженням Християна Гюйгенса: два маятникові годинники здатні синхронізуватися через слабкий механічний зв’язок. У цьому випадку роль зв’язку відіграє дифузія спін-поляризованих електронів.
До 40 мікрометрів окремі кристали часу синхронізувалися. Якщо відстань була більшою, вони продовжували коливатися незалежно. Дослідники вважають, що цей результат демонструє нелокальну взаємодію просторово розділених спінових систем і може стати основою для керованих мереж спінових осциляторів.
Джерело: Phys.org / TU Dortmund University
