Когда физика круче, чем фантастика: ученые открыли новый вид материи — временные кристаллы
В первый раз кристаллы времени — либо темпоральные кристаллы — были предсказаны нобелевским лауреатом по физике Фрэнком Вильчеком недавно — в 2012 году. Но в прошедшем сезоне в первый раз удалось подтвердить теорию экспериментально — ученым практически удалось воссоздать данный таинственный вид материи у себя в лаборатории.
В случае если простой кристалл — это такая форма жёсткой материи, у которой структура повторяется в пространстве, но остается неизменной во времени, то темпоральный кристалл иногда меняет собственную структуру и во времени также, видоизменяясь и после этого снова принимая изначальную конструкцию через определенные промежутки. В случае если привычные ассоциации с кристаллами для большинства людей — это аметистовые камни и алмазы, то для теоретических физиков это совсем новый тип материи.
Привычная нам жёсткая материя не меняет собственной структуры во времени — условная углеродная решетка бриллианта, общеизвестная по школьному книжке химии, остается таковой, какая имеется, и не двигается без применения к ней энергии, пребывав в равновесии в собственном главном состоянии. У кристаллов времени же ядерная решетка повторяется и во времени — это указывает, что главное состояние таких кристаллов — это перемещение. Практически это таковой вид материи, что ни при каких обстоятельствах не находится в эквилибриуме.
Для аналогии представьте себе желе, которое, по окончании того, как в него ткнули пальцем, вечно колеблется.
Образно говоря, это и удалось сделать двум свободным группам ученых — одна применяла для среды лазерное облучение, вторая — микроволновое. Дело в том, что изначальная теория о том, что темпоральные кристаллы, имеющие динамичную природу, смогут существовать в всецело статичной температурной среде, как утверждал создатель идеи Вильчек, претерпела трансформации. На сегодня теоретики сошлись на том, что нужно вначале вызвать перемещение.
Это было доказано Норманом Яо из университета Беркли, что первым расписал подробную инструкцию для получения временного кристалла в лабораторных условиях.
Чего же как раз добились экспериментаторы? Одна группа ученых использовала лазер чтобы запустить в перемещение отдельные частицы (другими словами сбивала отдельные ионы с оси) и на выходе взять хаотичное перемещение всех частиц в цепочке. Вторая группа исследователейпод руководством известным российско-американским физиком Михаилом Лукиным, действовала по тому же принципу, лишь применяла для этого микроволновое излучение.
И в том и другом случае весьма интересно то, что через определенные промежутки времени все частицы в цепочке, ранееприведенные в перемещение, возвращались «в ряд», другими словами принимали собственную изначальную структуру — так удалось взять тот самый временной кристалл, чья структура повторялась во времени.
Михаил Лукин
Норман Яо кроме этого утверждал, что у временного кристалла смогут быть различные фазы — как и у любого жёсткого вещества. И не смотря на то, что на сегодня о вероятном применении временных кристаллов возможно лишь догадываться, в целом свойство трудиться с для того чтобы рода материей может оказаться нужной в разработках компьютерной памяти и шифрования и в понимании квантовой физики. Несомненно одно — экспериментальное подтверждение существования временных кристаллов есть огромным прорывом в науке и может привести к как следует новым разработкам в будущем.
