Keď je fyzika chladnejšia ako fikcia, vedci objavili nový typ hmoty - dočasné kryštály

Po prvýkrát časové kryštály - alebo časové kryštály - predpovedali Nobelovu cenu za fyziku Frank Wilczek nie dávno - v roku 2012. V minulom roku však po prvýkrát bolo možné experimentálne potvrdiť teóriu - vedci doslova dokázali vytvoriť tento tajomný typ látky v ich laboratóriu..

Ak je obyčajný kryštál taká forma pevnej hmoty, v ktorej sa štruktúra opakuje v priestore, ale zostáva konštantná v čase, časový kryštál periodicky mení svoju štruktúru a tiež zmeny v čase, zmenu a opätovné osvojenie pôvodnej štruktúry v určitých intervaloch. Ak sú bežné združenia s kryštálmi pre väčšinu ľudí diamanty a ametystové kamene, pre teoretických fyzikov je to úplne nový typ hmoty..

Pevná hmotnosť, ktorú poznáme, nezmení jeho štruktúru v čase - konvenčná karbonová diamantová mriežka známa každému zo školskej učebnice zostáva taká, akú je a nehýba sa bez toho, aby do nej použila energiu, ktorá je v rovnováhe v jej základnom stave. V čase kryštály sa atómová mriežka opakuje v čase - to znamená, že základný stav takýchto kryštálov je pohyb. V skutočnosti je to taká vec, ktorá nikdy nie je v rovnováhe. Z dôvodov analógie si predstavte želé, ktoré po tom, čo ste naň ukázali prstom, nekonečne kolíš.

Z obrazového hľadiska to bolo urobené dvoma nezávislými skupinami vedcov - zvyčajne sa vytvorilo stredné laserové ožarovanie, druhé - mikrovlnná. Faktom je, že pôvodná teória, že dočasné kryštály majú dynamickú povahu, môžu existovať v úplne statickom teplotnom prostredí, ako tvrdil autor myšlienky Wilczek, prešli zmenami. Doteraz sa teoretici zhodli na potrebe najprv vyprovokovať pohyb. Toto dokázal Norman Yao z univerzity v Berkeley, ktorý ako prvý napísal podrobné pokyny na získanie dočasného kryštálu v laboratóriu..

Čo presne dosiahli experimentátori? Jedna skupina vedcov použila laser, aby uviedla jednotlivé častice do pohybu (to znamená, že z osi zrazia jednotlivé ióny) a na výstupe sa dostane chaotický pohyb všetkých častíc v reťazci. Druhá skupina vedcov, vedená slávnym rusko-americkým fyzikom Michailom Lukinom, konala na tom istom princípe, a to len za použitia mikrovlnného žiarenia. V oboch prípadoch je zaujímavé, že v určitých časových intervaloch sa všetky častice v reťazci, ktoré boli predtým spustené, vrátili "v rade", to znamená, že vzali na pôvodnú štruktúru - týmto spôsobom sa im podarilo získať v rovnakom čase kryštál, ktorého štruktúra sa opakovala v čase.

Michail Lukin

Norman Yao tiež tvrdil, že dočasný kryštál môže mať rôzne fázy - akékoľvek pevné látky. A hoci dnes možno len hádať o možnom použití dočasných kryštálov, všeobecne schopnosť pracovať s týmto druhom hmoty môže byť užitočná v pamäťovej a šifrovacej technológii počítača a v chápaní kvantovej fyziky. Jedna vec je istá - experimentálne potvrdenie existencie dočasných kryštálov je obrovský prelom vo vede a môže v budúcnosti viesť k kvalitatívnym novým technológiám..