Американські вчені створили перший зразок просторово-часового кристала

24 Views Comment Off

Вчені з університету Меріленда (University of Maryland) та Каліфорнійського університету в Берклі (University of California-Berkeley) успішно створили щось, створення чого вважалося раніше теоретично неможливим. Цим «щось» є просторово-часовий кристал, структура якого складається з елементів, що повторюються не тільки в просторі, але і в часі. Саме існування таких кристалів порушує деякі з фундаментальних фізичних законів, що служить причиною виникнення ряду екзотичних ефектів. Наприклад, годинники, побудовані на базі такого кристала , будуть “цокати” і після теплової смерті Всесвіту, в момент, коли весь рух припиниться і час, на думку деяких вчених, просто зупиниться.

В той час, як звичайні кристали мають кристалічну решітку, що складається з однакових елементів, які чергуються, просторово-часовий кристал знаходиться в русі, повертаючись до певного виду через рівні проміжки часу. При цьому, для забезпечення руху елементів просторово-часового кристала і зміни його структури не потрібно ніякої енергії, яку черпають із зовнішнього джерела. Теоретичну можливість створення таких кристалів в 2012 році обґрунтував Френк Вільчек (Frank Wilczek), фізик з Массачусетського технологічного інституту, хоча більшість інших вчених заперечувало і продовжує заперечувати цю можливість.

crystal2

Створений ученими просторово-часовий кристал являє собою квантову кільцеву систему, що складається з атомів ітербію, які можуть обертатися в двох напрямках, вгору або вниз. Використовуючи світло лазера, вчені контролювали напрямок обертання іонів, що знаходяться в одній з половин круглого ланцюжка. У створеній квантової системі обертання кожного впливає на сусідні іони і такий вплив призвів до того, що “перевернуті” іони, пройшовши в більшості випадків повне коло, повертаються в свій початковий стан. При цьому, час повернення в початковий стан рівно в два рази перевищує час, витрачений іоном на проходження шляху від умовного початку кола до точки його “перевертання”.

Вчені з’ясували, що іони повертаються до оригінальної орієнтації напрямку їх обертання завжди з однаковою швидкістю, що не залежить від моменту часу і точки простору. Це, в свою чергу, вказує на те, що квантова система реагує строго певним чином на “обурення” в її стані. І все це дуже нагадує поведінку атомів в кристалічній решітці кристала, які зрушуються зі свого місця під будь-яким зовнішнім впливом.

Створення першого зразка просторово-часового кристала має величезне значення для фізики через те, що існування такого кристала порушує фундаментальне фізичне поняття, симетрію. А подальші дослідження в даному напрямку можуть привести до виявлення деяких абсолютно нових законів фізики і квантової механіки, на базі яких можна буде створити технології, які зараз можна вважати чимось з розряду наукової фантастики.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404