Кристалл времени, созданный командой из Технического университета Дортмунда, стал настоящим научным прорывом. Их исследование подтвердило гипотезу Фрэнка Вильчека о существовании кристаллов времени, которую он выдвинул около десяти лет назад. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics.
Кристаллы в пространстве представляют собой периодическое расположение атомов на больших масштабах длины. Они обладают гладкими гранями и красивым внешним видом, напоминающим драгоценные камни. Фрэнк Вильчек предположил, что наряду с кристаллами в пространстве должны существовать и кристаллы во времени. Он утверждал, что физические свойства таких кристаллов должны периодически меняться во времени, даже без внешнего воздействия.
С начала 2017 года ученым удалось несколько раз продемонстрировать потенциальные кристаллы времени. Однако ранее созданные системы требовали периодического возбуждения, что не соответствовало идеи Вильчека. Но только в 2022 году в конденсате Бозе-Эйнштейна удалось создать кристалл, который периодически менялся во времени, не зависимо от внешних факторов. Однако его жизнь была крайне короткой - всего несколько миллисекунд.
И вот теперь физики из Дортмунда под руководством доктора Алекса Грейлиха представили новый кристалл времени, который прожил в миллионы раз дольше, чем предыдущие эксперименты. Они использовали специальный кристалл из арсенида индия-галлия, где ядерные спины действовали как резервуар для кристалла времени. Кристалл был постоянно освещен, что способствовало формированию поляризации ядерных спинов.
Статус экспериментов на данный момент таков, что время жизни кристалла составляет не менее 40 минут, что в 10 миллионов раз дольше, чем было продемонстрировано ранее, и потенциально он может жить гораздо дольше. Путем систематического изменения условий эксперимента можно изменять период кристалла в широких пределах. Однако возможно также перемещение в области, где кристалл «плавится», т. е. теряет периодичность. Эти области также интересны тем, что тогда проявляется хаотичное поведение, которое может сохраняться в течение длительного периода времени. Также впервые учёным удалось использовать теоретические инструменты для анализа хаотического поведения таких систем.
Источник:
А. Грейлих и др., Надежный кристалл непрерывного времени в электрон-ядерной спиновой системе (A. Greilich et al, Robust continuous time crystal in an electron–nuclear spin system), Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02351-6
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
