Descoperirea de noi cristale de timp

O formă ciudată de materie numită cristal de timp a apărut recent în două noi locații. Oamenii de știință au creat un astfel de cristal în fosfat de monoamoniu, așa cum se raportează în numărul din mai al Physical Review Letters, iar un alt grup l-a creat într-un mediu lichid care conține particule în formă de stea, această publicație a apărut în Physical Review.

Spre deosebire de alte exemple binecunoscute, cristalul timpului din fosfat de monoamoniu, a fost realizat dintr-un material solid cu o structură fizică ordonată, adică. cristal tradițional. Restul materialelor din care s-au format până acum cristalele de timp au fost dezordonate. Oamenii de știință au creat pentru prima dată cristale de timp în 2016. Una dintre ele a fost realizată din diamant cu defecte, cealaltă a fost realizată folosind un lanț de ioni de iterbiu.

Cristalele obișnuite, cum ar fi sarea și cuarțul, sunt exemple de cristale spațiale tridimensionale, ordonate. Atomii lor formează un sistem care se repetă cunoscut oamenilor de știință de zeci de ani. Cristalele timpului sunt diferite. Atomii lor vibrează periodic mai întâi într-o direcție și apoi în cealaltă direcție, excitați de o forță magnetică pulsatorie (rezonanță). Se numeste "bifă".

Bifatul în cristalul timpului este conținut într-o anumită frecvență, deși pulsurile care interacționează au rezonanțe diferite. De exemplu, atomii din cristalele de timp studiate într-unul dintre experimentele de anul trecut s-au rotit la o frecvență de doar jumătate din frecvența pulsațiilor câmpului magnetic care acționează asupra lor.

Oamenii de știință spun că înțelegerea cristalelor de timp ar putea duce la îmbunătățiri ale ceasurilor atomice, giroscoapelor și magnetometrelor și ar putea ajuta la crearea tehnologiei cuantice. Agenția SUA pentru Proiecte de Cercetare Avansată pentru Apărare (DARPA) a anunțat finanțare pentru cercetarea uneia dintre cele mai ciudate descoperiri științifice din ultimii ani.

- șeful programului DARPA a spus lui Gizmodo, Dr. Rosa Alehanda Lukashev. Detaliile acestor studii sunt confidențiale, a spus ea. Se poate doar concluziona că este vorba despre o nouă generație de ceasuri atomice, mai convenabile și mai stabile decât facilitățile complexe de laborator utilizate în prezent. După cum știți, astfel de cronometre sunt utilizate în multe sisteme militare importante, inclusiv, de exemplu, GPS.

Laureat al Premiului Nobel Frank Wilczek

Înainte ca cristalele timp să fie descoperite efectiv, ele au fost concepute în teorie. A fost inventat acum câțiva ani de un american, laureat al Premiului Nobel. Frank Wilczek. Pe scurt, ideea lui este să rupă simetria, așa cum este cazul tranzițiilor de fază. Cu toate acestea, în cristalele de timp teoretice, simetria ar fi ruptă nu numai în trei dimensiuni spațiale, ci și în a patra - în timp. Conform teoriei lui Wilczek, cristalele temporale au o structură care se repetă nu numai în spațiu, ci și în timp. Problema este că aceasta implică vibrația atomilor din rețeaua cristalină, adică. mișcare fără alimentareceea ce era considerat de fizicieni imposibil și imposibil.

Deși încă nu știm cristalele pe care celebrul teoretician le-a dorit și probabil că nu le va face niciodată, în 2016, fizicienii de la Universitatea din Maryland și Universitatea Harvard au construit cristale de timp „discontinue” (sau discrete). Acestea sunt sisteme de atomi sau ioni care demonstrează mișcare colectivă și ciclică, comportându-se ca o nouă stare a materiei necunoscută anterior, rezistentă la cele mai mici perturbații.

Deși nu la fel de neobișnuit ca prof. Wilczek, cristalele timpului recent descoperite sunt suficient de interesante pentru a atrage interesul militar. Și pare destul de semnificativ.