Временски кристали се усогласуваат на растојание од 40 микрометри

Физичари од Универзитетот ТУ Дортмунд открија дека одделни временски кристали во полупроводник можат да ги усогласат своите осцилации, иако се оддалечени до 40 микрометри. Системите така почнуваат да осцилираат со заедничка фреквенција, слично на нишала што постепено влегуваат во ист ритам.

Временските кристали се необични физички системи чие внатрешно однесување се повторува ритмично со текот на времето, без потреба од надворешен периодичен сигнал. Во експериментот тие се создадени во полупроводник од галиум арсенид со додатоци на индиум и силициум, на температури близу до -270 степени Целзиусови.

Истражувачите користеле ласер за да ги подредат спиновите на електроните. Електроните потоа ја пренесуваат поларизацијата на околу милион околни јадрени спинови, а слабото магнетно поле предизвикува нивно ротирање. Повратната врска меѓу електронските и јадрените спинови ги одржува осцилациите.

Поради микроскопските разлики во различни делови од материјалот, временските кристали првично би требало да осцилираат со малку различни фреквенции. Но, кога широк ласерски зрак осветлува повеќе области истовремено, нивните осцилации се заклучуваат во заеднички ритам.

Спојувањето се пренесува преку движењето на спин-поларизираните електрони, а не преку механички вибрации. Кристалите можеле да се синхронизираат и на растојание повеќе од илјадапати поголемо од карактеристичната големина на еден осцилатор. Над 40 микрометри, тие повторно почнуваат да осцилираат независно.

Резултатите покажуваат дека просторно одделени спински системи можат да бидат поврзани на неочекувано големи растојанија. Ова откритие би можело да помогне во развојот на мрежи од контролирани спински осцилатори и идни технологии засновани на спинот.