Кристалл времени подобен постоянно колеблющемуся желе в основном невозбужденном состоянии, и это делает его совершенно новой фазой материи - неравновесной материей. Он не может стоять на месте.
Одно дело предсказать, что такие кристаллы существуют, и совсем другое - создать их, и именно здесь на помощь приходит новое исследование.
Яо и его команда разработали подробный план, который точно описывает, как создаются и измеряются свойства временных кристаллов, и даже предсказывает различные фазы вокруг временных кристаллов - это означает, что они определили твердые, жидкие и газообразные эквиваленты для новых фаза материи.
Опубликованную в Physical Review Letters статью «мостом между теоретической идеей и экспериментальной реализацией».
Это не просто домыслы. Основываясь на плане Яо, две отдельные команды - одна из Университета Мэриленда и одна из Гарварда - следовали инструкциям по созданию своих собственных кристаллов времени.
тот факт, что две разные команды использовали один и тот же план для создания кристаллов времени из совершенно разных систем, является многообещающим.
Кристаллы времени из Университета Мэриленда были созданы путем взятия линии из 10 ионов иттербия, все с запутанными электронными спинами.
Ключом к превращению этой структуры в кристалл времени является удержание ионов от равновесия, и для этого ученые облучили их двумя лазерами. Один лазер создавал магнитное поле, а другой частично изменял спины атомов.
Поскольку спины всех атомов были связаны, атомы сформировали стабильную повторяющуюся схему изменения спина, которая определяет кристалл.
Это совершенно нормально, но для того, чтобы стать кристаллом времени, система должна была нарушить симметрию времени. И, наблюдая за линией ионов иттербия, ученые заметили, что происходит нечто странное.
Два лазера, которые периодически воздействовали на ионы иттербия, вызывали повторение в системе вдвое дольше, чего не могло бы произойти в нормальной системе.
Под действием различных магнитных полей и пульсирующего лазера кристалл времени менял бы свою фазу, как тающий кубик льда.
Гарвардский кристалл времени был другим. Ученые отрегулировали его, используя плотно упакованные NV-центры (дефекты в структуре алмаза, в которых атом углерода заменен атомом азота) в алмазах, но с тем же результатом.
«Такие похожие результаты, достигнутые в двух совершенно разных системах, заставляют нас поверить, что кристаллы времени - это совершенно новая фаза материи, а не просто любопытство, сведенное к небольшим или узко специфическим системам» - объясняет Фил Ричерм из Университета Индианы, который не участвовал. В исследовании.
«Изучение отдельного временного кристалла… подтверждает, что симметрийное преломление может происходить где угодно, и открывает путь для нескольких новых исследовательских возможностей».
План Яо был опубликован в Physical Review Letters.
