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米国、「時間の結晶」を作り出すことに成功  ※東大が「実現不可能」と数学的に証明したもの

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1 : 不知火(宮城県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:10:46.82 ID:V3G9rHH70●.net BE:601381941-PLT(13121) ポイント特典
物理学者「時間結晶」を作成

2012年に予測された時間結晶の作成に物理学者がはじめて成功した。
いつか量子メモリーに使えるかもしれない。

MIT Technology Review
https://www.technologyreview.jp/s/10727/physicists-create-worlds-first-time-crystal/

結晶は対称性があることで、他とは異なる物質といえる。結晶には繰り返し同じパターンがあるが、パターンは全方向にではなく、特定の方向にだけ形成されることは、形成を支配している物理学の法則が全方向に働くことを考えると、本当に信じられないことだ。

物理学の法則が空間的に対称的なのに、結晶が対称的でない「対称性の破れ」は、系にエネルギーを加えるのではなく、奪うことで起きる。実際、結晶は系のエネルギーが最低の状態である。

一方で、物理学の法則は、空間的にだけ対称ではなく、時間的にも対称性がある。であれば、空間と同様、時間的な対称性も破れるかという興味深い疑問がわいてくる。言い換えれば、時間の結晶は作れるか、という疑問だ。

10月4日、メリーランド大学(ワシントンD.C.カレッジパーク)のクリス・モンロー教授の研究チームのおかげで答えが得られた。研究チームは、初めて時間結晶を作ったのだ。

時間結晶を作る基本的なプロセスは単純だ。リング状に配置されたイオン群のような量子系を作成し、エネルギー状態が最低になるまで冷却する。物理学の法則によれば、この状態のリングは完全に静止するはずだ。

しかし、時間の対称性が破られれば、その後リングは、時間的な周期で成長する。言い換えれば、空間内の結晶が特定の方向にパターンを繰り返しながら成長するように、時間内でパターンを繰り返して成長することで、リングが回転して見えるはずなのだ。もちろん「回転」からエネルギーを取り出すことは、エネルギー保存に反するので絶対にできない。だが、一時的に対称性を破れば、空間的な対称性の破れが空間でパターンを繰り返す結晶構造として現れるのと全く同様に、時間的な繰り返しの動きとして現れるはずなのだ。

しかし、理論上はそうであっても、現実の世界はそう単純ではない。最大の問題は、量子の世界は時間依存の変数で支配されていないから、時間の対称性は、量子スケールでは破られないことだ。そのため、普通の状況では、イオンのリングのエネルギー状態に最低まで冷却しても、静止したままだ。

しかし、量子系が時間をかけて成長する状況がある。研究チームは、平衡状態にない量子系に着目した。研究チームの量子系は、相互作用するスピンを持つイッテルビウム(原子番号70の元素)のイオンの列だ。

相互作用は、特別な種類の行動につながる。量子粒子の奇妙な特徴のひとつは、通常、特定の場所に存在しないことだ。その代わりに、空間中に塗りつけられていて、確率の法則で、どこにでも現れる可能性がある。

つづく

転載元スレッド:http://hayabusa3.2ch.sc/test/read.cgi/news/1475932246/米国、「時間の結晶」を作り出すことに成功  ※東大が「実現不可能」と数学的に証明したもの

2 : 不知火(宮城県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:11:10.85 ID:V3G9rHH70?PLT(12121)
しかし、ある状況下では、これが変わることもある。たとえば、物質内部の1つの電子が、それ自身を妨害し、単一の場所に表示されるように強制できる。この現象を1950年代に予測した物理学者の名前をとってアンダーソン局在として知られている。

最近では、物理学者が、量子粒子すべてが局在化されるような方法で相互作用する量子粒子のグループを調査した。このいわゆる多体局在は、量子粒子を平衡から外れた状態に維持する微妙な状態だ。言い換えれば、局在化を強制しているのだ。そして、それが、まさに、このイッテルビウムイオンのチェーンが行動する様子だ。

これらのイオンの重要な特性のひとつは、レーザーで上下反転できる磁化またはスピンを持っていることだ。1つのイオンのスピンを反転すると、次のイオンが反転し、また次へと反転が続いていく。これらのスピンの相互作用は、その後、レーザーが元のスピンを反転する頻度に依存した速度で振動する。言い換えれば、運転頻度が振動の速度を決定するのだ。

しかし、研究チームがこの状態を測定した時、別の効果を発見した。研究チームは、この系を進化させると、相互作用が元の期間の2倍の割合で発生することを発見した。その期間には、運転力がないため、唯一可能な説明は、時間対称性が破られることで、より長い期間になったことだ。言い換えれば、研究チームは、時間の結晶を作ったのだ。

研究チームは、さらに、これらの結晶の特性を測定した。たとえば、運転頻度を変えても、時間の結晶の頻度は変わらないことを発見した。「これは、個々の時間結晶の「剛性」を表している」と研究チームはいう。

そして、研究チームは、他の摂動が、最終的に時間の結晶を破壊することを発見した。「摂動が大きすぎると、結晶は溶融します」と研究チームはいう。

この研究は、難解であるがゆえに、興味深い。この研究は、マサチューセッツ工科大学(MIT)のノーベル賞受賞物理学者であるフランク・ウィルチェック教授とケンタッキー大学のアル・サーパー教授が2012年に 予想したように、時間結晶が実際に存在することを示しているのだ。

用途としては、研究チームがいくつかの提案をしている。たとえば、時間結晶を使って、強力な量子メモリーを実現するような、量子情報タスクを実現できると研究チームはいう。

しかし、多体局在化の特殊な特質と、多体局在化がまだよく理解されていない事実のため、他の物理学者は、慎重にこの効果の性質を検討したうえでなければ、それが本当に時間結晶の存在を示していることを確信しないだろう。

だから、まだまだ特殊な研究が続くだろう。

参照:http://arxiv.org/abs/1609.08684: 離散時間結晶の観察

東大
「時間結晶」が不可能であることの証明〜ノーベル賞物理学者の新理論を明確に否定〜

http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20150622.pdf

3 : 張り手(北海道)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:11:37.38 ID:YH/zBDId0.net
三行でたのむ

4 : 超竜ボム(やわらか銀行)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:12:06.41 ID:OI+UOzkd0.net
>>3
米国が凄くて
東大が無能

115 : 超竜ボム(やわらか銀行)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:42:29.71 ID:BmJpFjoT0.net
>>4
違う
統計力学が支配している限りは時間結晶は不可能だということで
時間結晶が存在するというのなら統計力学が正しくないということを示唆しているだけ

169 : ドラゴンスリーパー(catv?)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 23:04:45.31 ID:wjZmhngR0.net
>>4
馬鹿じゃないのお前
証明って何することか調べてこい

192 : スリーパーホールド(新疆ウイグル自治区)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 23:18:42.29 ID:ZPthY3E50.net
>>169
やわらか銀行だもん
日本が駄目ってことにできればなんでも良くて
どうせ書いてある事の1割も理解できてないんだろう

204 : ダブルニードロップ(dion軍)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 23:44:28.45 ID:9RGnP1wn0.net
>>192
1パーもどうかと思うわ
現に俺も1パーも理解出来ないしw

5 : ダイビングエルボードロップ(西日本)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:12:20.83 ID:+//Cz6FZ0.net
ついに時間停止ものが現実の物に

8 : エルボードロップ(香川県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:12:58.87 ID:XLT2CRjM0.net
ありまぁーす!

9 : ファイナルカット(芋)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:13:02.00 ID:9yo27KVD0.net
量子コンピューター時代がようやく来るのか
ヨルムンガンドが捗るな

10 : アイアンクロー(神奈川県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:13:33.55 ID:6rVpI41A0.net
何を言ってるのか解らねえがすげえな

13 : ボ ラギノール(兵庫県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:13:43.95 ID:VhJ5z5Co0.net
あー対称性の破れね
そうそう
破れるんだよなー

16 : ブラディサンデー(神奈川県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:14:41.81 ID:g9TUtC680.net
読んだけど意味が判らない
記事にするならもっと判りやすく書け

17 : フルネルソンスープレックス(沖縄県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:14:43.43 ID:KsqqqvZ80.net
意味が分からない

19 : 垂直落下式DDT(福岡県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:16:00.07 ID:X31rP6V10.net
見せてみろよ結晶とやらを

23 : ムーンサルトプレス(愛知県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:16:54.58 ID:wTG4YpRc0.net
時間ではないよね

27 : サソリ固め(埼玉県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:17:40.61 ID:z7z8WGkm0.net
よくわかんないけど嘘

30 : 頭突き(京都府)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:18:11.05 ID:ls2vfAiA0.net
めっちゃ強調しますやん
そういうこともあるだろうに

33 : ネックハンギングツリー(dion軍)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:18:30.95 ID:H8+QzYJ00.net
どっちもよく分からんw


34 : ショルダーアームブリーカー(福岡県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:18:58.44 ID:oPd6bXC40.net
全部読んだら、どうでもよくなった
でも、目の前に結晶がある。 どうすればいい?

39 : サソリ固め(埼玉県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:19:46.21 ID:z7z8WGkm0.net
>>34
砕いて鼻から吸います

43 : ショルダーアームブリーカー(福岡県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:21:37.36 ID:oPd6bXC40.net
>>39
そんな危ないもんだったか!?
味の素と書いてあるが、やってみるか。

50 : サソリ固め(埼玉県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:23:27.76 ID:z7z8WGkm0.net
>>43
うまみ感じます シックスセンスです

36 : シューティングスタープレス(庭)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:19:33.47 ID:EpqqRzSP0.net
ちょうどいいや、次の作品のネタにしよう

38 : エクスプロイダー(福岡県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:19:42.91 ID:txydroSF0.net
Lucyに出てきたコンピューターって量子コンピュータって解釈でいいの?

41 : パロスペシャル(庭)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:20:15.75 ID:iH9Ydzb+0.net
知ってた

47 : ダイビングエルボードロップ(西日本)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:23:01.39 ID:+//Cz6FZ0.net
あまりにもわからなさすぎて大切りにもネタにも振れなくてどうすればいいのかわからないスレ。

51 : 腕ひしぎ十字固め(兵庫県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:23:50.04 ID:7za0SI370.net
ウィキペディアに情報がない…

58 : 膝靭帯固め(SB-iPhone)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:25:32.41 ID:I53y0Tcw0.net
まったくさっぱり理解できない

60 : 膝十字固め(新潟県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:26:24.25 ID:ryvHKvk80.net
アンダーソン局在と聞いて銃夢が浮かんだのはきっと俺だけだろう

62 : ニールキック(大阪府)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:26:46.74 ID:mhV83O2T0.net
何言ってるか全然わかんない^p^

64 : 膝靭帯固め(千葉県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:27:28.79 ID:48R2rton0.net
新しいムーブメントの時計ができるの?

65 : セントーン(千葉県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:27:50.10 ID:TEFEj3jI0.net
説明を読んでもわからないw
時間結晶の概念からしてわからないw

97 : キチンシンク(庭)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:34:40.26 ID:/Lz5i8cG0.net
>>65
東大のPDFで、時間結晶自体はなんとなく理解できた

結晶は原子がある条件下で自発的に規則的なパターンで並ぶもの
相対性理論では空間と時間は別物ではない
だから時間方向にパターンを作る結晶があるはずだ
例として挙げられてる密度が変わるパターンの時間結晶はよく分からなかったが

69 : リバースパワースラム(千葉県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:28:33.78 ID:YMmZWjMG0.net
これだけで東大を否定する人アインシュタインも否定することになるし科学を否定することにもなる

77 : リバースパワースラム(千葉県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:30:07.89 ID:YMmZWjMG0.net
それにUCバークレーの人も否定の論文書いてるし

82 : 男色ドライバー(東京都)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:30:51.90 ID:pUcjMKpl0.net
成功したんならその結晶の証拠画像を見せろよ

84 : バズソーキック(埼玉県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:30:58.84 ID:ZyJiUk9W0.net
なるほど

96 : 目潰し(新疆ウイグル自治区)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:34:29.85 ID:eDqWYAHp0.net
そもそもこの結晶の定義って一般的なの?

103 : 目潰し(愛媛県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:37:19.85 ID:aO9GU2zA0.net
何を言ってるのかさっぱりわからん
時間を貯めれるようにでもなるの?

105 : チキンウィングフェースロック(愛知県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:37:57.20 ID:H8fbGD9j0.net
イカリング美味しいまでは理解した

116 : 毒霧(栃木県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:42:47.40 ID:BguD3M4K0.net
つまり我々のこの時間軸は低い対称性でループしている?

135 : キングコングニードロップ(愛知県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:46:22.86 ID:KIo6WKWR0.net
>>116
人類の歴史など宇宙における壮大なパターンの一断面に過ぎないのか

144 : キチンシンク(庭)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:49:53.93 ID:/Lz5i8cG0.net
>>135
火の鳥みたい

119 : バズソーキック(滋賀県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:43:07.48 ID:lljh4saI0.net
第3の未知のエネルギー次元があって、時間方向の次元を計算出来るのかな?

124 : エクスプロイダー(東日本)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:44:36.68 ID:VE+mzCPz0.net
6個集めないとクリアできなさそう

138 : エルボーバット(catv?)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:48:00.58 ID:1VGhYwXd0.net
ようわからんが、統計力学の原理に従わないモノを見つけて実験したら「時間の結晶」出来たよって事?

140 : キン肉バスター(やわらか銀行)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 22:48:04.59 ID:Jr6eEnol0.net

141 : キドクラッチ(芋)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:48:09.22 ID:1T01ab1O0.net
だーかーらー、物理のエキスパートである俺の見識からすると、あの、なんか、時間の塩みたいなやつだ

147 : ドラゴンスリーパー(関東・甲信越)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:51:41.91 ID:/qyfF+hYO.net
>>141
はっ!かっ!たっ!の塩やろ?

知ってるで

143 : 張り手(やわらか銀行)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:49:46.93 ID:aie3K78g0.net
振動反応だっけ?色が周期的に変わるやつ
あれ思い出したわ
確かに時間と空間が等価なら時間結晶ってのもありえるな、量子力学って不思議

145 : 河津落とし(やわらか銀行)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:50:51.70 ID:I0af9Tv+0.net
意味が分かりません

152 : レインメーカー(岩手県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:52:58.68 ID:Ntsb+j5W0.net
まったく意味がわからないw

154 : 16文キック(庭)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:53:54.65 ID:D0viD/Al0.net
クロノクロスの凍った炎だろ?

165 : フライングニールキック(神奈川県)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 22:59:13.10 ID:wvofAmjv0.net
先を越されたわ

171 : 腕ひしぎ十字固め(神奈川県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 23:05:12.64 ID:b4oDLxV40.net
別に日本が間違ってるわけじゃない
むしろ日本は完璧に正しい
相対性理論も量子論もどっちも正しいように

181 : ボマイェ(大阪府)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 23:14:44.12 ID:Pi+ni1pU0.net
滅んでも永久的に俺たちの技術や歴史が残るわけだ
数学は所詮答えがあってるかどうかが分からないから間違うことが普通

208 : かかと落とし(静岡県)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 23:49:10.10 ID:X+Ej5H0d0.net
動画で見てみたいな
俺たちがこれは結晶だ、と直感的に理解するのとは違うタイプなんだよな

209 : アトミックドロップ(庭)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/08(土) 23:54:08.65 ID:EK9thUSH0.net
>>208
空間的な結晶ではなく時間的な結晶だからイメージしにくいな。そもそも時間的な対称性が破れた結晶、の時点で想像を絶するわ

213 : ドラゴンスリーパー(関東・甲信越)@\(^o^)/ :2016/10/08(土) 23:59:34.60 ID:/qyfF+hYO.net
>>209
影響の反復が2倍の遅延となって広がってくだけって書いてあるやん
多分どーでも良いほど地味やぞ

214 : ラダームーンサルト(東京都)@\(^o^)/ :2016/10/09(日) 00:02:30.21 ID:ocXNCdGT0.net
当然ながら俺には全然わからん
結晶って物理的なもんでしょ?
時間が触れるの?

218 : マスク剥ぎ(関東・甲信越)@\(^o^)/ :2016/10/09(日) 00:06:34.83 ID:ehkge+CsO.net
固まった時間は本来の場所から消えるん?

224 : ミッドナイトエクスプレス(埼玉県)@\(^o^)/ :2016/10/09(日) 00:13:39.81 ID:ndHJ0fW50.net
脳が理解を拒みます

231 : キン肉バスター(千葉県)@\(^o^)/ :2016/10/09(日) 00:23:24.83 ID:nfZU4FBQ0.net
一通り読んだはずなんだが寝るわ

246 : 魔神風車固め(大阪府)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/09(日) 00:41:44.73 ID:GWrEkjoW0.net
なるほどわからん

253 : ニールキック(京都府)@\(^o^)/ [sage] :2016/10/09(日) 00:48:48.82 ID:8GbGmMbP0.net
意味わからなかったw

257 : 閃光妖術(西日本)@\(^o^)/ :2016/10/09(日) 00:57:35.28 ID:HPKS/h7I0.net
これ書いたやつ理解して書いてる?
素人に説明しようとしてるようにはみえないんだが

260 : バズソーキック(東京都)@\(^o^)/ :2016/10/09(日) 01:03:29.97 ID:aVcSFy4K0.net
ちょっと何言ってるかわからない


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