Откриване на нови кристали на времето
Странна форма на материя, наречена времеви кристал, наскоро се появи на две нови места. Учените са създали такъв кристал в моноамониев фосфат, както се съобщава в майския брой на Physical Review Letters, а друга група го е създала в течна среда, съдържаща звездовидни частици, тази публикация се появи във Physical Review.
За разлика от други добре познати примери, времеви кристал от моноамониев фосфат, той е направен от твърд материал с подредена физическа структура, т.е. традиционен кристал. Останалите материали, от които досега са се образували кристали във времето, са неуредени. За първи път учените създадоха кристали на времето през 2016 г. Единият от тях е направен от диамант с дефекти, другият е направен с помощта на верига от итербиеви йони.
Обикновените кристали като сол и кварц са примери за триизмерни, подредени пространствени кристали. Техните атоми образуват повтаряща се система, позната на учените от десетилетия. Времевите кристали са различни. Техните атоми периодично вибрират първо в една посока, а след това в друга посока, възбудени от пулсираща магнитна сила (резонанс). Нарича се "отметка".
Тикването във времевия кристал се съдържа в рамките на определена честота, въпреки че взаимодействащите импулси имат различни резонанси. Например атомите в кристалите на времето, изследвани в един от миналогодишните експерименти, се въртяха с честота само половината от честотата на пулсациите на действащото върху тях магнитно поле.
Учените казват, че разбирането на кристалите на времето може да доведе до подобрения в атомните часовници, жироскопи и магнитометри и да помогне за създаването на квантова технология. Американската агенция за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната (DARPA) обяви финансиране за изследване на едно от най-странните научни открития през последните години.
- каза ръководителят на програмата DARPA пред Gizmodo, д-р Роза Алеханда Лукашев. Подробностите за тези проучвания са поверителни, каза тя. Може само да се заключи, че това е ново поколение атомни часовници, по-удобни и стабилни от сложните лабораторни съоръжения, които се използват в момента. Както знаете, такива таймери се използват в много важни военни системи, включително, например, GPS.
Нобелов лауреат Франк Вилчек
Преди действително да бъдат открити кристалите, те са били замислени на теория. Измислен е преди няколко години от американец, нобелов лауреат. Франк Вилчек. Накратко, идеята му е да наруши симетрията, какъвто е случаят с фазовите преходи. В теоретичните времеви кристали обаче симетрията би била нарушена не само в три пространствени измерения, но и в четвъртото - във времето. Според теорията на Вилчек, темпоралните кристали имат повтаряща се структура не само в пространството, но и във времето. Проблемът е, че това предполага вибрация на атомите в кристалната решетка, т.е. движение без захранванекоето се смяташе от физиците за невъзможно и невъзможно.
Въпреки че все още не знаем кристалите, които известният теоретик е искал и вероятно никога няма да го направи, през 2016 г. физици от университета в Мериленд и Харвард изградиха „прекъснати“ (или дискретни) кристали на времето. Това са системи от атоми или йони, които демонстрират колективно и циклично движение, като се държат като непознато преди това ново състояние на материята, устойчиви на най-малките смущения.
Макар и не толкова необичайно, колкото проф. Wilczek, новооткритите кристали на времето са достатъчно интересни, за да привлекат военния интерес. И изглежда достатъчно значимо.
