Фізикам вдалося створити видимий “кристал часу”, що самопідтримується. Для цього вони використали рідкі кристали, що завихрюються, які при освітленні рухаються, створюючи візерунки, що нескінченно повторюються, повідомляє SciTechDaily .
Ідею кристала часу можна уявити як годинник, який працює вічно без батарейок і дротів. Його стрілки обертаються самі по собі, не зупиняючись.
Тепер учені з Університету Колорадо в Боулдері створили щось, що втілює цю ідею. Вони використали рідкі кристали, які застосовуються в екранах телефонів. У результаті їм вдалося створити нову форму так званого “кристала часу” — стану матерії, в якому такі компоненти, як атоми або частинки, перебувають у безперервному русі.
Хоча кристали часу створювали й до цього, це перший, який можна безпосередньо побачити, що відкриває можливості для потенційного практичного використання.
“Їх можна спостерігати безпосередньо під мікроскопом, а за особливих умов — навіть неозброєним оком”, — сказав Ханьцін Чжао, провідний автор дослідження та аспірант фізичного факультету Університету Колорадо в Боулдері.
Для свого експерименту вчені підготували скляні комірки, заповнені рідкими кристалами, що складаються зі стрижнеподібних молекул, які поводяться частково як тверді тіла, частково як рідини. За певних умов освітлення ці молекули починають зміщуватися і закручуватися, формуючи повторювані циклічні рухи.
При розгляді зразків під мікроскопом можна побачити візерунки, схожі на різнокольорові нерегулярні смуги, і ці рухи можуть тривати годинами, нагадуючи ідею годинника, що нескінченно обертається.
Кристали часу можуть здатися чимось із наукової фантастики, але ця ідея натхненна справжніми кристалами, такими як алмази і кухонна сіль.
Лауреат Нобелівської премії Френк Вільчек вперше запропонував ідею кристалів часу у 2012 році. Атоми вуглецю, з яких складається алмаз, наприклад, утворюють у просторі решітку, яку дуже важко зруйнувати. Вільчек задався питанням, чи можливо створити кристал, який був би настільки ж добре організований, але в часі, а не в просторі. Навіть у стані спокою атоми не утворювали б решітку, а рухалися б або трансформувалися в нескінченному циклі — подібно до зацикленої GIF-анімації.
Початкова ідея виявилася нереалізованою, але відтоді вчені змогли досягти стану матерії, близького до неї.
Наприклад, 2021 року фізики використали квантовий комп’ютер Sycamore від Google для створення особливої мережі атомів. Коли команда впливала на ці атоми лазерним променем, вони відчували багаторазово повторювані коливання.
У новому дослідженні вчені змогли досягти подібного з рідкими кристалами.
Раніше вчені виявили всередині рослини природний мінерал із рідкоземельними елементами.