Прошле године, физичари су створили временски кристал – атомске аранжмане који понављају обрасце кретања – видљив голим оком. Али најновије истраживање о овој квантној ексцентричности могло би представљати више од неколико корака напред.
Овај пут кристал, описан у недавном Пхисицал Ревиев Леттерс папир, довољно је велик да га држите у руци и лебди. Открио га је тим физичара са Универзитета у Њујорку (НИУ), нови тип временског кристала састоји се од перли налик стиропору које левитирају на јастуку звука док размењују звучне таласе.
Ако то није било довољно чудно, временски кристал то ради кршењем Њутнове физике – а тим верује да то новом кристалу даје и академски и практични значај.
„Ово је било откриће у правом смислу речи,“ Давид Г. Гриерстарији аутор студије и физичар на НИУ, рекао је Гизмоду. „Можда је најнеобичнија ствар то што тако богато и занимљиво понашање произлази из тако једноставног система.
Шта су временски кристали?
2012. Нобеловац Френк Вилчек питцхед идеја за немогућ кристал који крши правила симетрије у физици. Типично, чврсти кристали одржавају континуирану решетку својих одговарајућих компоненти. Временски кристали, међутим, раде управо супротно, при чему појединачни атоми унутар њих мењају положај током времена у релативно дефинисаном обрасцу.
У протеклој деценији, физичари су успели да пронађу различите верзије Вилчекове визије. Али ови случајеви су углавном представљали краткорочне, микроскопске временске кристале са мало практичних импликација. Тек прошле године један тим са Универзитета Колорадо Боулдер предложено дизајн временског кристала који заправо можемо видети.
Стиропор проналази нову необичност
Новооткривени временски кристал може представљати огроман напредак у практичној важности временских кристала. Као прво, перла у експерименту је експандирани полистирен — исти материјал који се користи за паковање стиропора.
Тим је овај уобичајени материјал претворио у временски кристал суспендујући перле од стиропора у звучним таласима. Сама по себи, перла непомично лебди, али ствари почињу да се мењају када више перли заједно левитира.
У овом систему, свака перла расипа свој део звучних таласа. То доприноси укупном систему „неуравнотежених интеракција“ који у суштини омогућава честицама да сакупљају и снабдевају енергијом из звучних таласа, објаснио је Гриер. „Кључна ствар је да временски кристали бирају сопствену фреквенцију без да им било која спољна сила говори шта да раде.“
Најједноставнији од свих?
Штавише, ове интеракције нису везане за Њутнов трећи закон кретања, који налаже да два тела која врше силу једно на друго морају да испоље исту количину силе у супротним смеровима.
„Замислите да се два трајекта различитих величина приближавају доку“, рекла је Миа Моррелл, водећи аутор студије и дипломирани студент на НИУ, на универзитету изјава. „Сваки прави водене таласе који гурају другог около – али у различитим степенима, у зависности од њихове величине.“
Према Гриеру, сама једноставност овог временског кристалног подешавања потенцијално га чини „атомом водоника“ за овај феномен – наглашавајући његов потенцијал у другим контекстима, као што су „неурални пејсмејкери у нашим срцима за цикличне трендове на финансијским тржиштима“.
„Надамо се да ће проучавање минималног модела омогућити приступ најдубљем увиду у спонтану појаву сатова у општијим и сложенијим манифестацијама“, додао је он.
