Физики создали кристалл, нарушающий привычные представления о времени

Американские физики из Вашингтонского университета представили новый тип временного кристалла — квазикристалл времени, который открывает новую фазу материи, изменяя привычные представления о движении и времени. Их исследование опубликовано в журнале Physical Review X (PRX).



В отличие от обычных кристаллов, чья атомная структура подчиняется строгому пространственному порядку, временные демонстрируют закономерности не только в пространстве, но и во времени. Их частицы совершают периодические колебания, что делает такие структуры своеобразными четырехмерными кристаллами.

Временные кристаллы известны с 2016 года, но исследователи из Вашингтона продвинулись дальше, создав их новую разновидность. В отличие от обычных временных кристаллов, чьи частицы колеблются с единой частотой, квазикристаллы времени демонстрируют сложную систему колебаний с разными, но упорядоченными частотами, напоминая музыкальный аккорд вместо одиночной ноты.

Как объяснил ведущий автор работы Гуанхуэй Хэ, исследователи впервые смогли получить настоящий квазикристалл времени. Для этого они использовали кристалл алмаза размером в несколько миллиметров, подвергнув его воздействию пучков азота. В результате часть атомов углерода была выбита, создавая крошечные пустоты, заполненные электронами, взаимодействующими на квантовом уровне.

Каждый такой кристалл содержит свыше миллиона пустот диаметром около одного микрометра. Чтобы инициировать колебания, ученые применили микроволновые импульсы, благодаря которым возник строго организованный ритм.

Чувствительность временных кристаллов к магнитным полям и квантовым взаимодействиям делает их перспективными для разработки высокоточных квантовых сенсоров. По словам исследователя Чонга Зу, это открытие приближает науку к практическому использованию подобных структур в квантовых технологиях.

Читайте также: