Opdagelse af nye tidskrystaller

En mærkelig form for stof kaldet en tidskrystal er for nylig dukket op to nye steder. Forskere har skabt sådan en krystal i monoammoniumphosphat, som rapporteret i maj-udgaven af ​​Physical Review Letters, og en anden gruppe har skabt den i et flydende medium indeholdende stjerneformede partikler, denne publikation dukkede op i Physical Review.

I modsætning til andre velkendte eksempler, tidskrystal af monoammoniumphosphat var det lavet af et fast materiale med en ordnet fysisk struktur, dvs. traditionel krystal. Resten af ​​de materialer, hvorfra der hidtil er blevet dannet krystaller, har været uorden. Forskere skabte første gang tidskrystaller i 2016. En af dem var lavet af diamant med defekter, den anden blev lavet ved hjælp af en kæde af ytterbium-ioner.

Almindelige krystaller som salt og kvarts er eksempler på tredimensionelle, ordnede rumlige krystaller. Deres atomer danner et gentaget system kendt af videnskabsmænd i årtier. Tidskrystaller er forskellige. Deres atomer vibrerer periodisk først i den ene retning og derefter i den anden retning, exciteret af en pulserende magnetisk kraft (resonans). Det kaldes "kryds'.

Tikken i tidskrystallen er indeholdt inden for en bestemt frekvens, selvom de interagerende impulser har forskellige resonanser. For eksempel roterede atomerne i de tidskrystaller, der blev undersøgt i et af sidste års eksperimenter, med en frekvens på kun halvdelen af ​​frekvensen af ​​pulseringerne af det magnetiske felt, der virkede på dem.

Forskere siger, at forståelse af tidskrystaller kan føre til forbedringer i atomure, gyroskoper og magnetometre og hjælpe med at skabe kvanteteknologi. US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) har annonceret finansiering til forskning i en af ​​de seneste års mærkeligste videnskabelige opdagelser.

- lederen af ​​DARPA-programmet fortalte Gizmodo, Dr. Roza Alehanda Lukashev. Detaljerne i disse undersøgelser er fortrolige, sagde hun. Man kan kun konkludere, at dette er en ny generation af atomure, mere bekvemme og stabile end de komplekse laboratoriefaciliteter, der i øjeblikket er i brug. Sådanne timere bruges som bekendt i mange vigtige militærsystemer, herunder for eksempel GPS.

nobelprismodtager Frank Wilczek

Før tidskrystaller rent faktisk blev opdaget, blev de udtænkt i teorien. Den blev opfundet for nogle år siden af ​​en amerikansk nobelpristager. Frank Wilczek. Kort sagt er hans idé at bryde symmetri, som det er tilfældet med faseovergange. Men i teoretiske tidskrystaller ville symmetri blive brudt ikke kun i tre rumlige dimensioner, men også i den fjerde - i tid. Ifølge Wilczeks teori har tidsmæssige krystaller en repeterende struktur ikke kun i rummet, men også i tiden. Problemet er, at dette indebærer vibration af atomer i krystalgitteret, dvs. bevægelse uden strømforsyninghvad fysikerne anså for umuligt og umuligt.

Selvom vi stadig ikke kender de krystaller, den berømte teoretiker ønskede og sandsynligvis aldrig vil, byggede fysikere ved University of Maryland og Harvard University i 2016 "diskontinuerlige" (eller diskrete) tidskrystaller. Disse er systemer af atomer eller ioner, der demonstrerer kollektiv og cyklisk bevægelse, der opfører sig som en hidtil ukendt ny stoftilstand, der er modstandsdygtig over for de mindste forstyrrelser.

Skønt ikke så usædvanligt som Prof. Wilczek, de nyopdagede tidskrystaller er interessante nok til at tiltrække militær interesse. Og det virker væsentligt nok.