Otkriće novih kristala vremena
Čudan oblik materije nazvan vremenski kristal nedavno se pojavio na dvije nove lokacije. Naučnici su stvorili takav kristal u monoamonijum fosfatu, kako je objavljeno u majskom izdanju Physical Review Letters, a druga grupa ga je stvorila u tečnom mediju koji sadrži čestice u obliku zvijezde, ova publikacija se pojavila u Physical Review.
Za razliku od drugih dobro poznatih primjera, vremenski kristal od monoamonijum fosfata, napravljen je od čvrstog materijala uređene fizičke strukture, tj. tradicionalni kristal. Ostali materijali iz kojih su do sada formirani vremenski kristali su neuređeni. Naučnici su prvi put stvorili vremenske kristale 2016. Jedan od njih je napravljen od dijamanta sa defektima, drugi je napravljen od lanca iterbijevih jona.
Obični kristali kao što su sol i kvarc su primjeri trodimenzionalnih, uređenih prostornih kristala. Njihovi atomi formiraju sistem koji se ponavlja decenijama poznat naučnicima. Vremenski kristali su različiti. Njihovi atomi periodično vibriraju prvo u jednom, a zatim u drugom smjeru, pobuđeni pulsirajućom magnetskom silom (rezonanca). To se zove "tick".
Otkucavanje u vremenskom kristalu sadržano je u okviru određene frekvencije, iako impulsi u interakciji imaju različite rezonancije. Na primjer, atomi u vremenskim kristalima koji su proučavani u jednom od prošlogodišnjih eksperimenata rotirali su na frekvenciji od samo polovine frekvencije pulsiranja magnetskog polja koje djeluje na njih.
Naučnici kažu da bi razumijevanje vremenskih kristala moglo dovesti do poboljšanja atomskih satova, žiroskopa i magnetometara, te pomoći u stvaranju kvantne tehnologije. Američka agencija za napredna istraživanja odbrane (DARPA) objavila je finansiranje istraživanja jednog od najčudnijih naučnih otkrića posljednjih godina.
- rekao je za Gizmodo šef DARPA programa, Dr Rosa Alehanda Lukashev. Detalji ovih studija su povjerljivi, rekla je ona. Može se samo zaključiti da se radi o novoj generaciji atomskih satova, praktičnijih i stabilnijih od složenih laboratorijskih objekata koji se trenutno koriste. Kao što znate, takvi mjerači vremena se koriste u mnogim važnim vojnim sistemima, uključujući, na primjer, GPS.
Dobitnik Nobelove nagrade Frank Wilczek
Prije nego što su vremenski kristali zapravo otkriveni, začeti su u teoriji. Izmislio ga je prije nekoliko godina jedan Amerikanac, nobelovac. Frank Wilczek. Ukratko, njegova ideja je da razbije simetriju, kao što je slučaj sa faznim prijelazima. Međutim, u teorijskim vremenskim kristalima, simetrija bi bila narušena ne samo u tri prostorne dimenzije, već iu četvrtoj – u vremenu. Prema Wilčekovoj teoriji, temporalni kristali imaju strukturu koja se ponavlja ne samo u prostoru već iu vremenu. Problem je što to podrazumijeva vibraciju atoma u kristalnoj rešetki, tj. kretanje bez napajanjaono što su fizičari smatrali nemogućim i nemogućim.
Iako još uvijek ne znamo kristale koje je slavni teoretičar želio, a vjerovatno nikada neće, fizičari sa Univerziteta Maryland i Harvard su 2016. godine izgradili "diskontinuirane" (ili diskretne) vremenske kristale. To su sistemi atoma ili jona koji pokazuju kolektivno i ciklično kretanje, ponašajući se kao do tada nepoznato novo stanje materije, otporno na najmanje perturbacije.
Iako nije tako neobično kao prof. Wilczek, novootkriveni vremenski kristali su dovoljno zanimljivi da privuku vojni interes. I čini se dovoljno značajnim.
