Когато физиката е по-хладна от фикцията, учените са открили нов вид материя - временни кристали

За първи път времевите кристали - или темпоралните кристали - бяха предсказани от Нобеловата награда по физика Франк Вилцек неотдавна - през 2012 г. През миналата година обаче за пръв път беше възможно експериментално да се потвърди теорията - учените буквално успяха да пресъздадат този тайнствен вид материя в своята лаборатория..

Ако един обикновен кристал е такава форма на твърдо вещество, в която структурата се повтаря в пространството, но остава постоянна във времето, тогава временният кристал периодично променя структурата си, а също и промени във времето, променяйки и възстановявайки първоначалната структура на определени интервали. Ако обичайните асоциации с кристали за повечето хора са диаманти и аметистови камъни, за теоретичните физици това е съвсем нов тип материя..

Твърдата материя, която ни е позната, не променя структурата й във времето - конвенционалната въглеродна диамантена решетка, известна на всички от учебника по химия, остава такава, каквато е и не се движи, без да я прилага към нея, като е в равновесие в своето основно състояние. По време на кристалите, атомната решетка се повтаря във времето - това означава, че основното състояние на такива кристали е движение. Всъщност това е нещо, което никога не е в равновесие. Заради аналогията си представете желе, което, след като го насочите с пръст, се колебае безкрайно.

Образно казано, това беше направено от две независими групи учени - едното се използваше за създаване на средно лазерно облъчване, а другото - за микровълнова печка. Факт е, че първоначалната теория, че темпоралните кристали, имащи динамичен характер, могат да съществуват в напълно статична температурна среда, както твърди авторът на идеята Вилцек, са претърпели промени. Досега теоретиците се съгласили, че е необходимо първо да се предизвика движение. Това е доказано от Норман Яо от университета Бъркли, който първи е написал подробни инструкции за получаване на временни кристали в лабораторията..

Какво точно постигнаха експериментаторите? Една група учени използвала лазер, за да пусне отделни частици в движение (т.е. да събори отделни йони от оста) и на изхода да получи хаотичното движение на всички частици във веригата. Втората група учени, оглавявана от известния руско-американски физик Михаил Лукин, действаше на същия принцип, използвайки микровълнова радиация за това. И в двата случая е интересно, че в определени интервали от време всички частици от веригата, които преди това са били пуснати в движение, се връщат "на ред", т.е. поемат първоначалната си структура - по този начин успяват да получат по същото време кристал, чиято структура се повтаря във времето.

Михаил Лукин

Норман Яо също твърди, че временният кристал може да има различни фази - като всяко твърдо вещество. И въпреки че днес може да се досетите само за възможното използване на временни кристали, като цяло способността да работите с този вид материя може да бъде полезна в технологиите за компютърна памет и криптиране и в разбирането на квантовата физика. Едно нещо е сигурно - експерименталното потвърждение за съществуването на временни кристали е огромен пробив в науката и може да доведе до качествени нови технологии в бъдеще..