Ученые впервые разработали так называемые «кристаллы времени». Это название звучит в фильме «Доктор Кто», но они вполне реальны, хотя не имеют ничего общего с путешествиями во времени.
Что такое кристалл времени
Как мы знаем, обычный кристалл имеет структуру, которая регулярно повторяется в пространстве. Точно по такому же принципу структура новых кристаллов повторяется во времени. В статье, опубликованной в Physical Review Letter, американские исследователи во главе с Норманом Яо обсуждают, как создать кристаллы времени и измерить их свойства.
Впервые кристаллы времени были получены несколько месяцев назад. Исследователи из университета Мэриленда построили цепь из 10 атомов иттербия и несколько раз подвергли ее воздействию двух лазеров, чтобы вывести атомы из равновесия. Они обнаружили, что цепь являет собой стабильный повторяющийся узор, хотя сам материал остается вне равновесия. Это исследование положило начало новому классу материалов, которые не могут просто осесть в неподвижном равновесии, как алмаз.
В чем суть кристаллов времени? У вас есть какой-то периодический драйвер, который имеет период T, но система каким-то образом синхронизируется так, что вы наблюдаете, как она колеблется с периодом, который больше, чем T.
Кристаллы из иттербия являются одними из двух подобных структур, разработанных учеными. Еще одни кристаллы были созданы в Гарварде из атомов взота, и Яо работал в обеих группах. Результаты их исследований представлены для публикации, и они обеспечивают первый взгляд на эту новую архитектуру материи.
Новая форма материи
Хотя ученые работали с двумя совершенно несопоставимыми системами, результаты оказались на удивление похожими. Это лишний раз подчеркивает тот факт, что кристаллы времени являются новой формой материи. Наблюдения за ними подтверждают, что нарушение временной симметрии способно происходить во многих сферах природы, что открывает ученым путь для новых направлений в исследованиях.
Это новая фаза материи — период. Он является одним из первых примеров неравновесной материи. За последние полвека ученые исследовали вопрос равновесия металлов и изоляторов. И только сейчас они начинают исследовать совершенно новый вид неравновесной материи.
Практическое использование
Кристаллы времени были впервые представлены в 2012 году лауреатом Нобелевской премии Фрэнком Вильчеком, и пока ученые не знают, где их можно применять. Тем не менее они могут иметь правильные свойства, чтобы быть полезными в таких областях, как квантовые вычисления, в будущем.
