Ученые из Университета Цинхуа (Китай) и Венского технического университета (Австрия) создали новый тип темпорального — или временного — кристалла. Об открытии рассказывает научная статья в журнале Nature Physics.
Темпоральные кристаллы
Временные кристаллы — это уникальные объекты, в которых положение атомов повторяется не в пространстве, как, например, в кристаллических решетках металлов или минералов, а во времени. Причина такого необычного поведения — спонтанные колебания атомов, приводящие к нарушению симметрии. Из-за него атомы в кристалле приходят в движение, даже если до этого находились в состоянии покоя и к ним не была приложена дополнительная энергия, возбуждающая их колебания.
Неожиданные результаты эксперимента
Новый временной кристалл был создан путем облучения лазерным светом герметичной емкость с запечатанными атомами газа рубидия. Изначально ученые проводили эксперимент, чтобы замерить силу ослабления светового сигнала при прохождении через емкость. В результате оказалось, что воздействие лазера приводит атомы в периодическое движение, меняющее их пространственную структуру. Интересно, что эти изменения были регулярными и происходили с определенной частотой, хотя лазер работал с постоянной интенсивностью.
Ридберговские атомы
Как оказалось, под воздействием лазерного света в газе образовывались так называемые ридберговские атомы. У этих атомов внешние электроны находятся на очень большом расстоянии от ядра, что приводит к изменению их взаимодействия с фотонами и другими частицами. Когда такие атомы возбуждаются, то есть начинают колебаться, получая дополнительную энергию, они переходят сразу в два разных квантовых состояния.
Все это приводит к возникновению так называемой «петли обратной связи» — циклу спонтанных колебании с периодическим переходом из одного квантового состояния в другое. В результате этого вся структура начинает ритмично меняться. Ученые полагают, что такие самоподдерживающиеся колебания могут быть использованы в различных датчиках и электронных приборах.
The post Ученые создали уникальный темпоральный кристалл appeared first on Русская семерка.