Kada je fizika hladnija od fikcije, znanstvenici su otkrili novu vrstu materije - privremenih kristala

Po prvi put, vremenski kristali - ili vremenski kristali - predviđali su Nobelovom nagradom u fizici Frank Wilczek nedavno - 2012. Međutim, prošle je godine po prvi puta bilo moguće potvrditi teoriju eksperimentalno - znanstvenici su doslovno uspjeli stvoriti taj tajanstveni tip tvari u svom laboratoriju..

Ako je obični kristal takav oblik čvrste tvari, u kojem se struktura ponavlja u prostoru, ali ostaje nepromijenjena u vremenu, onda vremenski kristal povremeno mijenja strukturu iu vremenu, mijenjajući i ponovno usvajajući izvornu strukturu u određenim intervalima. Ako su uobičajene asocijacije s kristalima za većinu ljudi dijamanti i ametistički kameni, za teorijske fizičare to je potpuno nova vrsta materije..

Čvrsta materija koja nam je poznata ne mijenja svoju strukturu u vremenu - konvencionalna ugljična dijamantna rešetka, poznata svima iz udžbenika za školsku kemiju, ostaje kakva jest i ne kreće se bez primjene energije na nju, budući da je u ravnoteži u osnovnom stanju. U vremenskim kristalima, atomska rešetka se ponavlja u vremenu - to znači da je osnovno stanje takvih kristala gibanje. Zapravo, ovo je neka vrsta materije koja nikada nije u ravnoteži. Radi analogije zamislite želučicu koja, nakon što je prstom pokazana na nju, neizmjerno varira.

Figurativno govoreći, to su činile dvije nezavisne skupine znanstvenika - jedna koja je stvorila srednje lasersko ozračivanje, a druga - mikrovalna. Činjenica je da početna teorija da vremenski kristali koji imaju dinamičnu prirodu mogu postojati u potpuno statičkom temperaturnom okruženju, kao što je tumačio autor ideja Wilczek, doživio je promjene. Do danas, teoretičari su se složili oko potrebe pokretanja pokreta. To je dokazao Norman Yao sa Sveučilišta Berkeley, koji je prvi koji je napisao detaljne upute za dobivanje privremenog kristala u laboratoriju..

Što su točno eksperimenti postigli? Jedna grupa znanstvenika koristila je laser kako bi pokrenula pojedine čestice u pokretu (to jest, srušiti pojedinačne ione iz osi) i na izlazu dobivaju kaotični gibanje svih čestica u lancu. Druga skupina znanstvenika, na čelu s poznatim rusko-američkim fizičarom Mikhailom Lukinom, djelovala je na istom principu, koristeći samo mikrovalnu zračenja za to. U oba slučaja zanimljivo je da su u određenim vremenskim intervalima sve čestice u lancu, koje su prethodno pokrenule, vratile "u redu", tj. Preuzele su svoju izvornu strukturu - na taj način uspjeli su istovremeno dobiti kristal čija je struktura ponovljena.

Mikhail Lukin

Norman Yao je također tvrdio da privremeni kristal može imati različite faze - poput bilo koje krute tvari. I iako se danas možemo zamisliti o mogućem korištenju privremenih kristala, općenito, sposobnost rada s ovom vrstom materije može biti korisna u računalnoj memoriji i tehnologijama šifriranja te u razumijevanju kvantne fizike. Jedna stvar je sigurna - eksperimentalna potvrda postojanja privremenih kristala predstavlja divovski napredak u znanosti i može dovesti do kvalitativno novih tehnologija u budućnosti..