Kristal waktu

| Jenis memori komputer dan penyimpanan data |
|---|
| Volatil |
| Non-volatil |
Dalam fisika benda terkondensasi, kristal waktu adalah sistem kuantum partikel yang salah satu tingkat energi terendahnya tercapai saat partikel-partikelnya mengalami gerakan berulang. Sistem semacam ini tidak dapat kehilangan energinya ke lingkungan, dan berhenti karena sudah berada dalam keadaan dasar kuantumnya. Jadi, gerakan partikel tidak benar-benar mewakili energi kinetik selayaknya bentuk gerakan lain, ia justru memiliki "gerakan tanpa energi". Keberadaan kristal waktu pertama kali diusulkan secara teoretis oleh Frank Wilczek pada tahun 2012. Kristal waktu merupakan analogi dari benda kristal, tetapi berada dalam dimensi waktu, alih-alih tersusun secara berulang dalam dimensi ruang seperti kristal pada umumnya. Beberapa kelompok berbeda telah mendemonstrasikan materi dengan evolusi periodik yang stabil dalam sistem yang bergerak secara periodik.[1][2][3][4][5] Dalam implementasi praktikal, kristal waktu suatu hari nanti mungkin dapat dimanfaatkan dalam teknologi memori kuantum.[6]
Pembentukan kristal di alam merupakan manifestasi dari pemutusan simetri spontan, yang terjadi ketika keadaan energi terendah dari suatu sistem kurang simetris dibandingkan persamaan yang mengatur sistem tersebut. Dalam keadaan dasar kristal, simetri translasi kontinu dalam ruang akan rusak dan digantikan oleh simetri diskrit yang lebih rendah dari kristal periodik. Hukum fisika sebenarnya bersifat simetris di bawah translasi berkesinambungan dalam ruang dan waktu. Namun, pada tahun 2012 muncul sebuah pertanyan mengenai kemungkinan untuk dengan sementara mematahkan simetri ini, dan menciptakan "kristal waktu" yang tahan terhadap entropi.[1]
Jika simetri translasi waktu diskrit rusak (yang dapat diwujudkan dalam sistem yang digerakkan secara berkala), maka sistem tersebut disebut sebagai kristal waktu diskrit. Sebuah kristal waktu diskrit tidak akan pernah mencapai kesetimbangan termal, karena merupakan jenis materi atau fase materi tak setimbang. Pemutusan simetri waktu hanya dapat terjadi pada sistem yang tak setimbang.[5] Kristal waktu diskrit sebenarnya telah diamati di laboratorium fisika sejak tahun 2016 (hasil penelitiannya diterbitkan pada tahun 2017). Salah satu contoh kristal waktu yang menunjukkan ketidakseimbangan dengan simetri waktu rusak adalah cincin ion bermuatan yang terus berputar dalam keadaan energi terendah.[6]
Sejarah
[sunting | sunting sumber]Gagasan mengenai kristal waktu terkuantisasi pertama kali dicetuskan pada tahun 2012 oleh Frank Wilczek,[7][8] peraih penghargaan Nobel dan profesor di MIT. Pada tahun 2013, Xiang Zhang, seorang insinyur nanoteknologi di University of California, Berkeley, dan timnya mengungkapkan gagasan mengenai pembuatan kristal waktu dalam bentuk cincin ion bermuatan yang terus berputar.[9][10]
Menanggapi Wilczek dan Zhang, Patrick Bruno (European Synchrotron Radiation Facility) dan Masaki Oshikawa (Universitas Tokyo) menerbitkan beberapa artikel yang menyatakan bahwa kristal ruang-waktu mustahil untuk diciptakan.[11][12]
Referensi
[sunting | sunting sumber]- 1 2 Zakrzewski, Jakub (15 Oktober 2012). "Viewpoint: Crystals of Time". physics.aps.org. APS Physics.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - ↑ Sacha, Krzysztof (2015). "Modeling spontaneous breaking of time-translation symmetry". Physical Review A. 91 (3): 033617. arXiv:1410.3638. Bibcode:2015PhRvA..91c3617S. doi:10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN 1050-2947. S2CID 118627872.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - ↑ Khemani et al. (2016)
- ↑ Else et al. (2016).
- 1 2 Richerme, Phil (Januari 18, 2017). "How to Create a Time Crystal". Physics. 10. American Physical Society: 5. Bibcode:2017PhyOJ..10....5R. doi:10.1103/Physics.10.5. Diakses tanggal 5 April 2021.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - 1 2 "Physicists Create World's First Time Crystal".
- ↑ Wilczek, Frank (2012). "Quantum Time Crystals". Physical Review Letters. 109 (16): 160401. arXiv:1202.2539. Bibcode:2012PhRvL.109p0401W. doi:10.1103/PhysRevLett.109.160401. ISSN 0031-9007. PMID 23215056. S2CID 1312256.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - ↑ Shapere, Alfred; Wilczek, Frank (2012). "Classical Time Crystals". Physical Review Letters. 109 (16): 160402. arXiv:1202.2537. Bibcode:2012PhRvL.109p0402S. doi:10.1103/PhysRevLett.109.160402. ISSN 0031-9007. PMID 23215057. S2CID 4506464.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - ↑ See Li et al. (2012a, 2012b).
- ↑ Wolchover, Natalie (25 April 2013). "Perpetual Motion Test Could Amend Theory of Time". quantamagazine.org. Simons Foundation.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - ↑ See Bruno (2013a) and Bruno (2013b).
- ↑ Thomas, Jessica (15 Maret 2013). "Notes from the Editors: The Aftermath of a Controversial Idea". physics.aps.org. APS Physics.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link)
Artikel akademik
[sunting | sunting sumber]- Boyle, Latham; Khoo, Jun Yong; Smith, Kendrick (2016). "Symmetric Satellite Swarms and Choreographic Crystals". Physical Review Letters. 116 (1): 015503. arXiv:1407.5876. Bibcode:2016PhRvL.116a5503B. doi:10.1103/PhysRevLett.116.015503. ISSN 0031-9007. PMID 26799028. S2CID 17918689.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Bruno, Patrick (2013a). "Comment on "Quantum Time Crystals"". Physical Review Letters. 110 (11): 118901. arXiv:1210.4128. Bibcode:2013PhRvL.110k8901B. doi:10.1103/PhysRevLett.110.118901. ISSN 0031-9007. PMID 25166585. S2CID 41459498.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Bruno, Patrick (2013b). "Comment on "Space-Time Crystals of Trapped Ions"". Physical Review Letters. 111 (2): 029301. arXiv:1211.4792. Bibcode:2013PhRvL.111b9301B. doi:10.1103/PhysRevLett.111.029301. ISSN 0031-9007. PMID 23889455. S2CID 1502258.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Else, Dominic V.; Bauer, Bela; Nayak, Chetan (2016). "Floquet Time Crystals". Physical Review Letters. 117 (9): 090402. arXiv:1603.08001. Bibcode:2016PhRvL.117i0402E. doi:10.1103/PhysRevLett.117.090402. ISSN 0031-9007. PMID 27610834. S2CID 1652633.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Grifoni, Milena; Hänggi, Peter (1998). "Driven quantum tunneling" (PDF). Physics Reports. 304 (5–6): 229–354. Bibcode:1998PhR...304..229G. CiteSeerX 10.1.1.65.9479. doi:10.1016/S0370-1573(98)00022-2. ISSN 0370-1573. S2CID 120738031. Diarsipkan dari asli (PDF) tanggal 2017-02-11.
{{cite journal}}: Kutipan menggunakan parameter usang|citeseerx= - Guo, Lingzhen; Marthaler, Michael; Schön, Gerd (2013). "Phase Space Crystals: A New Way to Create a Quasienergy Band Structure". Physical Review Letters. 111 (20): 205303. arXiv:1305.1800. Bibcode:2013PhRvL.111t5303G. doi:10.1103/PhysRevLett.111.205303. ISSN 0031-9007. PMID 24289695. S2CID 9337383.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Guo, Lingzhen; Liang, Pengfei (2020). "Condensed matter physics in time crystals". New Journal of Physics. 22 (7): 075003. arXiv:2005.03138. Bibcode:2020NJPh...22g5003G. doi:10.1088/1367-2630/ab9d54. S2CID 218538401.
- Khemani, Vedika; Lazarides, Achilleas; Moessner, Roderich; Sondhi, S. L. (2016). "Phase Structure of Driven Quantum Systems". Physical Review Letters. 116 (25): 250401. arXiv:1508.03344. Bibcode:2016PhRvL.116y0401K. doi:10.1103/PhysRevLett.116.250401. ISSN 0031-9007. PMID 27391704. S2CID 883197.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Li, Tongcang; Gong, Zhe-Xuan; Yin, Zhang-Qi; Quan, H. T.; Yin, Xiaobo; Zhang, Peng; Duan, L.-M.; Zhang, Xiang (2012a). "Space-Time Crystals of Trapped Ions". Physical Review Letters. 109 (16): 163001. arXiv:1206.4772. Bibcode:2012PhRvL.109p3001L. doi:10.1103/PhysRevLett.109.163001. ISSN 0031-9007. PMID 23215073. S2CID 8198228.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Li, Tongcang; Gong, Zhe-Xuan; Yin, Zhang-Qi; Quan, H. T.; Yin, Xiaobo; Zhang, Peng; Duan, L.-M.; Zhang, Xiang (2012b). "Reply to Comment on "Space-Time Crystals of Trapped Ions"". arXiv:1212.6959. Bibcode:2012arXiv1212.6959L.
{{cite journal}}: Kutipan journal memerlukan|journal=
- Lindner, Netanel H.; Refael, Gil; Galitski, Victor (2011). "Floquet topological insulator in semiconductor quantum wells". Nature Physics. 7 (6): 490–495. arXiv:1008.1792. Bibcode:2011NatPh...7..490L. doi:10.1038/nphys1926. ISSN 1745-2473. S2CID 26754031.
- Mendonça, J. T.; Dodonov, V. V. (2014). "Time Crystals in Ultracold Matter". Journal of Russian Laser Research. 35 (1): 93–100. doi:10.1007/s10946-014-9404-9. ISSN 1071-2836. S2CID 122631523.
- Nozières, Philippe (2013). "Time crystals: Can diamagnetic currents drive a charge density wave into rotation?". EPL. 103 (5): 57008. arXiv:1306.6229. Bibcode:2013EL....10357008N. doi:10.1209/0295-5075/103/57008. ISSN 0295-5075. S2CID 118662499.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Robicheaux, F.; Niffenegger, K. (2015). "Quantum simulations of a freely rotating ring of ultracold and identical bosonic ions". Physical Review A. 91 (6): 063618. Bibcode:2015PhRvA.91063618R. doi:10.1103/PhysRevA.91.063618. ISSN 2469-9926.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Sacha, Krzysztof (2015). "Modeling spontaneous breaking of time-translation symmetry". Physical Review A. 91 (3): 033617. arXiv:1410.3638. Bibcode:2015PhRvA..91c3617S. doi:10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN 2469-9934. S2CID 118627872.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Ref menduplikasi bawaan (link) Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Sacha, Krzysztof (2015). "Anderson localization and Mott insulator phase in the time domain". Scientific Reports. 5: 10787. arXiv:1502.02507. Bibcode:2015NatSR...510787S. doi:10.1038/srep10787. PMC 4466589. PMID 26074169.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Sacha, Krzysztof; Zakrzewski, Jakub (2018). "Time Crystals: a review". Reports on Progress in Physics. 81 (1): 016401. arXiv:1704.03735. Bibcode:2018RPPh...81a6401S. doi:10.1088/1361-6633/aa8b38. S2CID 28224975.
- Shirley, Jon H. (1965). "Solution of the Schrödinger Equation with a Hamiltonian Periodic in Time". Physical Review. 138 (4B): B979–B987. Bibcode:1965PhRv..138..979S. doi:10.1103/PhysRev.138.B979. ISSN 0031-899X.
- Smith, J.; Lee, A.; Richerme, P.; Neyenhuis, B.; Hess, P. W.; Hauke, P.; Heyl, M.; Huse, D. A.; Monroe, C. (2016). "Many-body localization in a quantum simulator with programmable random disorder". Nature Physics. 12 (10): 907–911. arXiv:1508.07026. Bibcode:2016NatPh..12..907S. doi:10.1038/nphys3783. ISSN 1745-2473. S2CID 53408060.
- Volovik, G. E. (2013). "On the broken time translation symmetry in macroscopic systems: Precessing states and off-diagonal long-range order". JETP Letters. 98 (8): 491–495. arXiv:1309.1845. Bibcode:2013JETPL..98..491V. doi:10.1134/S0021364013210133. ISSN 0021-3640. S2CID 119100114.
- von Keyserlingk, C. W.; Khemani, Vedika; Sondhi, S. L. (2016). "Absolute stability and spatiotemporal long-range order in Floquet systems". Physical Review B. 94 (8): 085112. arXiv:1605.00639. Bibcode:2016PhRvB..94h5112V. doi:10.1103/PhysRevB.94.085112. ISSN 2469-9950. S2CID 118699328.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Wang, Y. H.; Steinberg, H.; Jarillo-Herrero, P.; Gedik, N. (2013). "Observation of Floquet-Bloch States on the Surface of a Topological Insulator". Science. 342 (6157): 453–457. arXiv:1310.7563. Bibcode:2013Sci...342..453W. doi:10.1126/science.1239834. hdl:1721.1/88434. ISSN 0036-8075. PMID 24159040. S2CID 29121373.
- Wilczek, Frank (2013a). "Wilczek Reply" (PDF). Physical Review Letters. 110 (11): 118902. Bibcode:2013PhRvL.110k8902W. doi:10.1103/PhysRevLett.110.118902. ISSN 0031-9007. PMID 25166586. Diarsipkan dari asli (PDF) tanggal 2017-02-11. Diakses tanggal 2021-10-06.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Wilczek, Frank (2013). "Superfluidity and Space-Time Translation Symmetry Breaking". Physical Review Letters. 111 (25): 250402. arXiv:1308.5949. Bibcode:2013PhRvL.111y0402W. doi:10.1103/PhysRevLett.111.250402. ISSN 0031-9007. PMID 24483732. S2CID 7537145.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Yoshii, Ryosuke; Takada, Satoshi; Tsuchiya, Shunji; Marmorini, Giacomo; Hayakawa, Hisao; Nitta, Muneto (2015). "Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov states in a superconducting ring with magnetic fields: Phase diagram and the first-order phase transitions". Physical Review B. 92 (22): 224512. arXiv:1404.3519. Bibcode:2015PhRvB..92v4512Y. doi:10.1103/PhysRevB.92.224512. ISSN 1098-0121. S2CID 118348062.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: nomor artikel sebagai nomor halaman (link) - Zel'Dovich, Y. B. (1967). "The quasienergy of a quantum-mechanical system subjected to a periodic action" (PDF). Soviet Physics JETP. 24 (5): 1006–1008. Bibcode:1967JETP...24.1006Z. Diarsipkan dari asli (PDF) tanggal 2017-02-11. Diakses tanggal 2021-10-06.
Buku
[sunting | sunting sumber]- Sacha, Krzysztof (2020). Time Crystals. Springer Series on Atomic, Optical, and Plasma Physics. Vol. 114. Springer. doi:10.1007/978-3-030-52523-1. ISBN 978-3-030-52522-4.
Pers
[sunting | sunting sumber]- Ball, Philip (20 September 2021). "Focus: Turning a Quantum Computer into a Time Crystal". Physics (dalam bahasa Inggris). 14. APS Physics. doi:10.1103/Physics.14.131.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - Ball, Philip (8 Januari 2016). "Focus: New Crystal Type is Always in Motion". physics.aps.org. APS Physics.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Coleman, Piers (9 Januari 2013). "Quantum physics: Time crystals". Nature. 493 (7431): 166–167. Bibcode:2013Natur.493..166C. doi:10.1038/493166a. ISSN 0028-0836. PMID 23302852. S2CID 205075903.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - Cowen, Ron (27 Februari 2012). ""Time Crystals" Could Be a Legitimate Form of Perpetual Motion". scientificamerican.com. Scientific American.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Gibney, Elizabeth (2017). "The quest to crystallize time". Nature. 543 (7644): 164–166. Bibcode:2017Natur.543..164G. doi:10.1038/543164a. ISSN 0028-0836. PMID 28277535. S2CID 4460265.
- Grossman, Lisa (18 Januari 2012). "Death-defying time crystal could outlast the universe". newscientist.com. New Scientist.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Hackett, Jennifer (22 Februari 2016). "Curious Crystal Dances for Its Symmetry". scientificamerican.com. Scientific American.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Hannaford, Peter; Sacha, Krzysztof (17 Mar 2020). "Time crystals enter the real world of condensed matter". physicsworld.com. Institute of Physics.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - Hewitt, John (3 Mei 2013). "Creating time crystals with a rotating ion ring". phys.org. Science X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Johnston, Hamish (18 Januari 2016). "'Choreographic crystals' have all the right moves". physicsworld.com. Institute of Physics.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Joint Quantum Institute (22 Maret 2011). "Floquet Topological Insulators". jqi.umd.edu. Joint Quantum Institute.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - Ouellette, Jennifer (31 Januari 2017). "World's first time crystals cooked up using new recipe". newscientist.com. New Scientist.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Powell, Devin (2013). "Can matter cycle through shapes eternally?". Nature. doi:10.1038/nature.2013.13657. ISSN 1476-4687. S2CID 181223762.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - University of California, Berkeley (26 Januari 2017). "Physicists unveil new form of matter—time crystals". phys.org. Science X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Weiner, Sophie (28 Januari 2017). "Scientists Create A New Kind Of Matter: Time Crystals". popularmechanics.com. Popular mechanics.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Wood, Charlie (31 Januari 2017). "Time crystals realize new order of space-time". csmonitor.com. Christian Science Monitor.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Yirka, Bob (9 Juli 2012). "Physics team proposes a way to create an actual space-time crystal". phys.org. Science X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Zyga, Lisa (20 Februari 2012). "Time crystals could behave almost like perpetual motion machines". phys.org. Science X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Zyga, Lisa (22 Agustus 2013). "Physicist proves impossibility of quantum time crystals". phys.org. Space X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Zyga, Lisa (9 Juli 2015). "Physicists propose new definition of time crystals—then prove such things don't exist". phys.org. Science X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link) - Zyga, Lisa (9 September 2016). "Time crystals might exist after all (Update)". phys.org. Science X.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) Pemeliharaan CS1: layanan pengarsipan yang sudah usang (link)