För första gången någonsin, forskare har bevittnat samspelet mellan en ny materiefas som kallas "tidskristaller".

Upptäckten, publicerad i Naturmaterial , kan leda till tillämpningar inom kvantinformationsbehandling eftersom tidskristaller automatiskt förblir intakta - sammanhängande - under olika förhållanden. Att skydda koherens är den största svårigheten att hindra utvecklingen av kraftfulla kvantdatorer.

Dr Samuli Autti, huvudförfattare från Lancaster University, sade:"Att kontrollera interaktionen mellan två tidskristaller är en stor prestation. Innan detta, ingen hade observerat två tidskristaller i samma system, än mindre sett dem interagera.

"Kontrollerade interaktioner är nummer ett på önskelistan för alla som vill utnyttja en tidskristall för praktiska tillämpningar, till exempel behandling av kvantinformation. "

Tidskristaller skiljer sig från en vanlig kristall - som metaller eller stenar - som består av atomer arrangerade i ett regelbundet upprepande mönster i rymden.

Teoretiserades först 2012 av nobelpristagaren Frank Wilczek och identifierades 2016, tidskristaller uppvisar den bisarra egenskapen att vara konstant, upprepad rörelse i tid trots ingen extern ingång. Deras atomer pendlar ständigt, spinning, eller rör sig först i en riktning, och sedan den andra.

Ett internationellt team av forskare från Lancaster, Yale, Royal Holloway London, och Aalto-universitetet i Helsingfors observerade tidskristaller med hjälp av Helium-3 som är en sällsynt isotop av helium med en neutron som saknas. Experimentet utfördes vid Aalto University.

De kylde superfluid helium -3 till inom en tiondelsdels grad från absolut noll (0,0001K eller -273,15 ° C). Forskarna skapade sedan två tidskristaller inuti supervätskan, och tillät dem att röra vid.

Forskarna observerade de två tidskristallerna som växelverkade och utbytte ingående partiklar som flödade från en tidskristall till den andra, och tillbaka - ett fenomen som kallas Josephson -effekten.

Tidskristaller har stor potential för praktiska tillämpningar. De kan användas för att förbättra den nuvarande atomurstekniken - komplexa tidsur som håller den mest exakta tiden vi kan uppnå. De kan också förbättra teknik som gyroskop, och system som förlitar sig på atomur, som GPS.