Új időkristályok felfedezése

Az időkristálynak nevezett furcsa anyagforma a közelmúltban két új helyen is megjelent. A tudósok létrehoztak egy ilyen kristályt monoammónium-foszfátban, amint arról a Physical Review Letters májusi számában beszámoltak, egy másik csoport pedig csillag alakú részecskéket tartalmazó folyékony közegben hozta létre – ez a publikáció a Physical Review folyóiratban jelent meg.

Más jól ismert példákkal ellentétben, időkristály monoammónium-foszfátból, rendezett fizikai szerkezetű szilárd anyagból, pl. hagyományos kristály. A többi anyag, amelyből eddig időkristályok keletkeztek, rendezetlenek voltak. A tudósok először 2016-ban hoztak létre időkristályokat. Az egyik hibás gyémántból, a másik itterbium-ionlánc felhasználásával készült.

A közönséges kristályok, mint a só és a kvarc, a háromdimenziós, rendezett térbeli kristályok példái. Atomjaik ismétlődő rendszert alkotnak, amelyet a tudósok évtizedek óta ismernek. Az időkristályok különbözőek. Atomjaik periodikusan először az egyik, majd a másik irányba rezegnek, lüktető mágneses erő (rezonancia) által gerjesztve. Ez az úgynevezett "ketyegés".

Az időkristály ketyegése egy bizonyos frekvencián belül van, bár a kölcsönhatásban lévő impulzusok különböző rezonanciával rendelkeznek. Például az egyik tavalyi kísérletben vizsgált időkristályokban az atomok a rájuk ható mágneses tér pulzációinak csak fele frekvencián forogtak.

A tudósok szerint az időkristályok megértése az atomórák, giroszkópok és magnetométerek fejlesztéséhez vezethet, és elősegítheti a kvantumtechnológia létrehozását. Az amerikai Védelmi Fejlett Kutatási Projektek Ügynöksége (DARPA) bejelentette, hogy finanszírozza az elmúlt évek egyik legfurcsább tudományos felfedezésének kutatását.

- mondta a Gizmodo-nak a DARPA program vezetője, Dr. Rosa Alehanda Lukasev. A tanulmányok részletei bizalmasak – mondta. Csak azt a következtetést lehet levonni, hogy ez az atomórák új generációja, kényelmesebb és stabilabb, mint a jelenleg használt komplex laboratóriumi létesítmények. Mint tudják, az ilyen időzítőket számos fontos katonai rendszerben használják, beleértve például a GPS-t.

Nobel-díjas Frank Wilczek

Mielőtt a kristályokat ténylegesen felfedezték volna, elméletileg megfogantak. Néhány éve egy amerikai Nobel-díjas találta fel. Frank Wilczek. Röviden, az ő ötlete a szimmetria megtörése, ahogy az a fázisátalakulások esetében is történik. Az elméleti időkristályokban azonban a szimmetria nemcsak három térbeli dimenzióban törne meg, hanem a negyedik - időben - is. Wilczek elmélete szerint az időbeli kristályoknak nemcsak térben, hanem időben is ismétlődő szerkezetük van. A probléma az, hogy ez magában foglalja az atomok rezgését a kristályrácsban, azaz. mozgás áramellátás nélkülamit a fizikusok lehetetlennek és lehetetlennek tartottak.

Bár még mindig nem ismerjük azokat a kristályokat, amelyeket a híres teoretikus akart, és valószínűleg soha nem is fog, 2016-ban a Marylandi Egyetem és a Harvard Egyetem fizikusai „nem folytonos” (vagy diszkrét) időkristályokat építettek. Ezek olyan atomok vagy ionok rendszerei, amelyek kollektív és ciklikus mozgást mutatnak, és úgy viselkednek, mint egy korábban ismeretlen új halmazállapot, amely ellenáll a legkisebb zavaroknak is.

Bár nem olyan szokatlan, mint Prof. Wilczek szerint az újonnan felfedezett időkristályok elég érdekesek ahhoz, hogy felkeltsék a katonai érdeklődést. És elég jelentősnek tűnik.