Когда физика круче, чем фантастика: ученые открыли новый вид материи — временные кристаллы

0

Впервые кристаллы времени — или темпоральные кристаллы — были предсказаны нобелевским лауреатом по физике Фрэнком Вильчеком не так давно — в 2012 году. Однако в прошлом году впервые удалось подтвердить теорию экспериментально — ученым буквально удалось воссоздать этот загадочный вид материи у себя в лаборатории.

Если обычный кристалл — это такая форма твердой материи, у которой структура повторяется в пространстве, но остается неизменной во времени, то темпоральный кристалл периодически меняет свою структуру и во времени тоже, видоизменяясь и затем вновь принимая изначальную конструкцию через определенные интервалы. Если привычные ассоциации с кристаллами для большинства людей — это алмазы и аметистовые камни, то для теоретических физиков это совершенно новый тип материи.

Фотография: Когда физика круче, чем фантастика: ученые открыли новый вид материи — временные кристаллы №1 - BigPicture.ru

Привычная нам твердая материя не меняет своей структуры во времени — условная углеродная решетка алмаза, известная всем по школьному учебнику химии, остается такой, какая есть, и не двигается без применения к ней энергии, находясь в равновесии в своем основном состоянии. У кристаллов времени же атомная решетка повторяется и во времени — это означает, что основное состояние таких кристаллов — это движение. Фактически это такой вид материи, который никогда не находится в эквилибриуме. Для аналогии представьте себе желе, которое, после того, как в него ткнули пальцем, бесконечно колеблется.

Образно говоря, это и удалось сделать двум независимым группам ученых — одна использовала для создания среды лазерное облучение, другая — микроволновое. Дело в том, что изначальная теория о том, что темпоральные кристаллы, имеющие динамичную природу, могут существовать в полностью статичной температурной среде, как утверждал автор идеи Вильчек, претерпела изменения. На сегодняшний день теоретики сошлись на том, что необходимо сперва спровоцировать движение. Это было доказано Норманом Яо из университета Беркли, который первым расписал подробную инструкцию для получения временного кристалла в лабораторных условиях.

Фотография: Когда физика круче, чем фантастика: ученые открыли новый вид материи — временные кристаллы №2 - BigPicture.ru

Чего же именно добились экспериментаторы? Одна группа ученых применяла лазер для того, чтобы запустить в движение отдельные частицы (то есть сбивала отдельные ионы с оси) и на выходе получить хаотичное движение всех частиц в цепочке. Вторая группа ученых, возглавляемая известным российско-американским физиком Михаилом Лукиным, действовала по тому же принципу, только использовала для этого микроволновое излучение. В обоих случаях интересно то, что через определенные интервалы времени все частицы в цепочке, приведенные ранее в движение, возвращались «в ряд», то есть принимали свою изначальную структуру — таким образом удалось получить тот самый временной кристалл, чья структура повторялась во времени.

Фотография: Когда физика круче, чем фантастика: ученые открыли новый вид материи — временные кристаллы №3 - BigPicture.ru Михаил Лукин

Норман Яо также утверждал, что у временного кристалла могут быть разные фазы — как и у любого твердого вещества. И хотя на сегодняшний день о возможном применении временных кристаллов можно только догадываться, в целом способность работать с такого рода материей может оказаться полезной в технологиях компьютерной памяти и шифрования и в понимании квантовой физики. Бесспорно одно — экспериментальное подтверждение существования временных кристаллов является гигантским прорывом в науке и может привести к качественно новым технологиям в будущем.

Смотрите также: 10 научных открытий 2017 года, которые звучат как фантастика

А вы знали, что у нас есть Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Популярное

Самые горячие темы

Норовирус: всё о зимней болезни, которая застаёт врасплох

Норовирус: всё о зимней болезни, которая застаёт врасплох

Самые громкие ограбления Лувра: от легендарной кражи Моны Лизы до дерзкого налёта 2025 года

Самые громкие ограбления Лувра: от легендарной кражи Моны Лизы до дерзкого налёта 2025 года

Флорентийский монстр: история реальных преступлений, которая легла в основу сериала

Флорентийский монстр: история реальных преступлений, которая легла в основу сериала

Новые посты

Что делать, если вы потеряли кошелек

Что делать, если вы потеряли кошелек

Жуткий факт из черной комедии «Жмурки», о котором мало кто знает

Жуткий факт из черной комедии «Жмурки», о котором мало кто знает

Что бы такое съесть, чтобы похудеть: 10 полезных и диетических вкусностей

Что бы такое съесть, чтобы похудеть: 10 полезных и диетических вкусностей

Тампоны для вазона: женщина поделилась необычным лайфхаком по уходу за комнатными растениями

Тампоны для вазона: женщина поделилась необычным лайфхаком по уходу за комнатными растениями

Ацтекские хрустальные черепа — как разоблачили одну из крупнейших афер в археологии

Ацтекские хрустальные черепа — как разоблачили одну из крупнейших афер в археологии

В США в начале ХХ века детей отправляли почтой по тарифу для кур

В США в начале ХХ века детей отправляли почтой по тарифу для кур

12 абсурдных, но правдивых фактов о чукчах, которые вас удивят

12 абсурдных, но правдивых фактов о чукчах, которые вас удивят

22 фотографии с забавными оптическими иллюзиями, которые собьют с толку любого

22 фотографии с забавными оптическими иллюзиями, которые собьют с толку любого

Поставь на паузу: 10 самых любимых зрителями кадров из известных фильмов

Поставь на паузу: 10 самых любимых зрителями кадров из известных фильмов

22 забавных фото младенцев с поразительно взрослыми лицами

22 забавных фото младенцев с поразительно взрослыми лицами

Как справляли нужду огромные армии прошлого

Как справляли нужду огромные армии прошлого

Вы не сможете им отказать! 22 фото животных, которые смотрят на еду

Вы не сможете им отказать! 22 фото животных, которые смотрят на еду