Otkriće novih kristala vremena
Čudan oblik materije nazvan vremenski kristal nedavno se pojavio na dva nova mjesta. Znanstvenici su stvorili takav kristal u monoamonijevom fosfatu, kao što je objavljeno u svibanjskom izdanju časopisa Physical Review Letters, a druga grupa ga je stvorila u tekućem mediju koji sadrži čestice u obliku zvijezda, ova je publikacija objavljena u Physical Reviewu.
Za razliku od drugih poznatih primjera, vremenski kristal od monoamonijevog fosfata, napravljen je od čvrstog materijala s uređenom fizičkom strukturom, tj. tradicionalni kristal. Ostali materijali od kojih su do sada nastali vremenski kristali su poremećeni. Znanstvenici su prvi put stvorili vremenske kristale 2016. Jedan od njih bio je izrađen od dijamanta s nedostacima, drugi je napravljen pomoću lanca iterbijevih iona.
Obični kristali poput soli i kvarca primjeri su trodimenzionalnih, uređenih prostornih kristala. Njihovi atomi tvore sustav koji se ponavlja desetljećima poznat znanstvenicima. Vremenski kristali su različiti. Njihovi atomi povremeno titraju prvo u jednom, a zatim u drugom smjeru, pobuđeni pulsirajućom magnetskom silom (rezonancijom). To se zove "krpelj".
Otkucavanje u vremenskom kristalu sadržano je unutar određene frekvencije, iako međusobno djelujući impulsi imaju različite rezonancije. Na primjer, atomi u vremenskim kristalima koji su proučavani u jednom od prošlogodišnjih eksperimenata rotirali su frekvencijom koja je samo polovica frekvencije pulsiranja magnetskog polja koje djeluje na njih.
Znanstvenici kažu da bi razumijevanje vremenskih kristala moglo dovesti do poboljšanja atomskih satova, žiroskopa i magnetometara te pomoći u stvaranju kvantnih tehnologija. Agencija za napredna obrambena istraživanja SAD-a (DARPA) najavila je financiranje istraživanja jednog od najčudnijih znanstvenih otkrića posljednjih godina.
- rekao je voditelj DARPA programa za Gizmodo, dr. Roza Alehanda Lukašev. Detalji ovih studija su povjerljivi, rekla je. Može se samo zaključiti da je ovo nova generacija atomskih satova, praktičnija i stabilnija od složenih laboratorijskih postrojenja koja su trenutno u uporabi. Kao što znate, takvi mjerači vremena koriste se u mnogim važnim vojnim sustavima, uključujući, na primjer, GPS.
Dobitnik Nobelove nagrade Frank Wilczek
Prije nego što su vremenski kristali stvarno otkriveni, bili su začeti u teoriji. Izumio ga je prije nekoliko godina jedan Amerikanac, nobelovac. Frank Wilczek. Ukratko, njegova ideja je razbiti simetriju, kao što je slučaj s faznim prijelazima. No, u teoretskim vremenskim kristalima simetrija bi bila narušena ne samo u tri prostorne dimenzije, već i u četvrtoj – vremenskoj. Prema Wilczekovoj teoriji, temporalni kristali imaju strukturu koja se ponavlja ne samo u prostoru nego iu vremenu. Problem je što to implicira vibraciju atoma u kristalnoj rešetki, tj. kretanje bez napajanjaono što su fizičari smatrali nemogućim i nemogućim.
Iako još uvijek ne poznajemo kristale koje je slavni teoretičar želio i vjerojatno nikada nećemo, 2016. godine fizičari sa Sveučilišta Maryland i Sveučilišta Harvard izgradili su "diskontinuirane" (ili diskretne) vremenske kristale. To su sustavi atoma ili iona koji pokazuju kolektivno i cikličko gibanje, ponašajući se kao prethodno nepoznato novo stanje materije, otporno na najmanje poremećaje.
Iako ne tako neobično kao prof. Wilczek, novootkriveni vremenski kristali dovoljno su zanimljivi da privuku vojni interes. I čini se dovoljno značajnim.
