– Det här är ett extremt svårt experiment som de har lyckats med, säger Thomas Kvorning som är teoretisk fysiker på Kaliforniens universitet i Berkeley, USA.
På ett laboratorium på Aalto-universitet i Helsingfors snurrar en väldigt kall frys, en kryostat. Temperaturen är på en tiotusendels grad över den absoluta nollpunkten (som är -273,15 grader Celsius).
Mönster i tiden
Inne i kryostaten har finska och brittiska forskare lyckats skapa två tidskristaller av flytande helium. De växelverkar med varandra och utbyter information. Studien är publicerad i Nature Materials.
I en vanlig kristall är atomerna ordnade i ett fast mönster som upprepar sig, och det är därför en diamant får sin speciella lyster. Men i en tidskristall är atomerna i stället ordnade i tiden. De är formade i ett mönster som försvinner och återkommer vid bestämda tidpunkter. Det gör dem stabila – en ovanlig egenskap i kvantvärlden.
Känsliga för störningar
När man observerar materien på en väldigt liten skala, på atomnivå, så tittar man in i kvantvärlden som lyder under helt andra naturlagar än vår normala värld. Atomerna är vanligtvis instabila, en liten störning och de byter tillstånd.
Den egenskapen gör att det är en stor utmaning att få atomerna att göra det forskarna vill, till exempel vara den minsta beståndsdelen i en kvantdator. De lyckas inte vara stabila tillräckligt länge för att kunna utföra sina beräkningsuppgifter.
Kvantdatorer
Så frågan är nu om man skulle kunna bygga en kvantdator av stabila tidskristaller?
– Tidskristaller är stabila i några sekunder, och det är nästan som en evighet i kvantvärlden, men det räcker för en kvantdator att göra en beräkning, säger Thomas Kvorning.
Behövs många tidskristaller
Det här är fortfarande grundforskning i ett nytt fält inom kvantfysiken. För att kunna använda dessa tidskristaller i kvantdatorer måste man lyckas skapa väldigt många som kommunicerar med varandra utan att samtidigt förstöra dessa känsliga system.
Men nu har alltså fysiker för första gången lyckats få två sådana tidskristaller att kommunicera.
– De har visat att de kan få kontroll över tidskristallerna så det är ett steg mot kvantdatorer, men det är fortfarande långt kvar, säger Thomas Kvorning.
Spela videon ovan och se hur man skapar stabila tidskristaller.
Fakta tidskristaller
I en vanlig kristall hittar man samma mönster av atomer upprepade med helt jämna avstånd.
För åtta år sedan tänkte Frank Wilczek, nobelpristagare i fysik 2004, att det skulle gå att tillverka en annan slags kristall, en tidskristall.
En tidskristall har inte ett mönster som återupprepar sig i rummet utan den återupprepar sig efter specifika tidsintervall. Det är ett mönster som gång på gång försvinner och sen återkommer utan att man behöver tillföra någon energi.
Senare bevisade två fysiker verksamma på Kaliforniens universitet och på Tokyos universitet att Frank Wilczeks version av tidskristaller omöjligen kunde existera.
Men i labbet på Aalto-universitet har fysiker sedan några år lyckats tillverka en annan variant av tidskristaller. De har skapat ett kvantsystem som är stabilt och upprepar sig om och om igen, även om man så småningom måste tillföra energi för att tillståndet ska fortsätta.
Källa: Thomas Kvorning, teoretisk fysiker