Новый прорыв в загадочной области: физики впервые создали кристалл времени, который можно увидеть

Впервые в истории физикам удалось создать кристалл времени, который можно увидеть невооруженным человеческим глазом – он переливается неоновыми полосами. Конструкция этого материала, как считается, может открыть науке целый мир новых технологических возможностей, в том числе новые меры защиты от подделок, генераторы случайных чисел, двумерные штрих-коды и оптические устройства, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Первый в мире кристалл времени

По словам физика Ханьцина Чжао из Университета Колорадо в Боулдере, кристаллы времени можно наблюдать непосредственно под микроскопом, а также при особых условиях, невооруженным глазом.

Отметим, что кристаллы времени – относительно новое явление, однако их появление было предсказано американским физиком-теоретиком Фрэнком Вильчеком еще в 2012 году. Изначально теория об их существовании были отвергнуты некоторыми физиками как противоречащая законам концентрация, которая грозит нарушить ключевое правило термодинамики.

Позже, в 2016 году, группа американских исследователей сообщила о том, что им удалось наблюдать кристаллы времени в ходе эксперимента.

Наблюдение кристалла времени

Кристаллические материалы, такие как алмаз, кварц и соль, представляют собой трехмерные атомные решетки, состоящие из частиц, повторяющихся в пространстве – что-то вроде геометрического игрового комплекса, где атомы находятся в узлах. Простыми словами, можно взять любой участок решетки и идеально наложить его на другой.

Кристалл времени – узор из частиц во временном измерении: другими словами, кристаллы времени повторяются не только в пространстве, но и во времени. Их частицы, как обнаружили ученые, колеблются с определенным ритмом, повторяющимся таким образом, что его также можно наложить. Что особенно важно, эти колебания нарушают симметрию времени, действуя, казалось бы, вопреки любым ритмам окружающей среды.

Потенциал кристаллов времени, как для исследования квантового поведения, так и для технологических приложений, весьма интересен. Именно поэтому ученые любят исследовать их свойства и выяснять, что заставляет их работать.

Создание первого видимого кристалла времени

Чжао и его коллега, физик Иван Смалюх из Университета Колорадо в Боулдере, создали свой кристалл времени из жидких кристаллов – этот материал также используется в ЖК-дисплеях. Известно, что жидкие кристаллы состоят из стержнеобразных молекул, которые ведут себя одновременно как жидкость и кристалл.

Далее команда поместила свой жидкий кристалл между стеклянными пластинами, покрытыми фоточувствительным красителем. При освещении образца определенным типом света молекулы красителя поляризовались, то есть меняли свою ориентацию, оказывая давление на жидкий кристалл.

Это давление создавало изломы в жидком кристалле, которые взаимодействовали друг с другом в сложной последовательности этапов, создавая узор движения, повторяющийся часами, даже при изменении освещенности и температуры. По словам ученых, эти узоры наблюдались в образце как волнообразные ряды цветных полос.

Несмотря на то, что результаты исследования соответствуют строгим требованиям для классификации как кристаллы времени, команда утверждает, что существует обширный потенциал для дальнейшего изучения их свойств в различных системах. Предполагается, что при изучении того, как кристаллы времени проявляют себя в различных режимах, могут быть выявлены различные наборы критериев.

Отметим, что потенциал практического применения весьма интригует. Потенциальные технологические применения в оптических устройствах, генераторах фотонных кристаллов пространства-времени, телекоммуникациях и системах защиты от подделок могут предоставить новый рубеж в области кристаллов времени, а также пространства-времени.

Напомним, ранее мы писали о том, что физики создали очень прочный кристалл времени: в фильме Marvel его уже показали.

Ранее Фокус писал о том, что создан кристалл времени: физики думали, что это невозможно.