Жаңа уақыт кристалдарының ашылуы

Жақында екі жаңа жерде материяның уақытша кристалы деп аталатын оғаш түрі пайда болды. Ғалымдар мұндай кристалды моноаммоний фосфатында жасады, бұл туралы мамыр айындағы Physical Review Letters басылымында хабарланған, ал басқа топ оны жұлдыз тәрізді бөлшектері бар сұйық ортада жасаған, бұл жарияланым Physical Review журналында пайда болды.

Басқа белгілі мысалдардан айырмашылығы, уақыт кристалы моноаммоний фосфатынан, ол реттелген физикалық құрылымы бар қатты материалдан жасалған, яғни. дәстүрлі кристал. Осы уақытқа дейін кристалдар пайда болған қалған материалдар ретсіз. Ғалымдар алғаш рет 2016 жылы уақыт кристалдарын жасады. Олардың бірі ақаулары бар алмаздан жасалса, екіншісі иттербий иондарының тізбегі арқылы жасалған.

Тұз және кварц сияқты қарапайым кристалдар үш өлшемді, реттелген кеңістіктік кристалдардың мысалдары болып табылады. Олардың атомдары ғалымдарға ондаған жылдар бойы белгілі қайталанатын жүйені құрайды. Уақыт кристалдары әртүрлі. Олардың атомдары периодты түрде алдымен бір бағытта, содан кейін басқа бағытта тербеледі, пульсирленген магниттік күшпен (резонанс) қозғалады. Ол «белгі«.

Уақыт кристалындағы жылжу белгілі бір жиілікте болады, дегенмен өзара әрекеттесуші импульстар басқа резонансқа ие. Мысалы, өткен жылғы тәжірибелердің бірінде зерттелген уақыт кристалдарындағы атомдар өздеріне әсер ететін магнит өрісінің пульсация жиілігінің жарты жиілігінде ғана айналады.

Ғалымдар уақыт кристалдарын түсіну атомдық сағаттарды, гироскоптарды және магнитометрлерді жақсартуға және кванттық технологияны жасауға көмектесетінін айтады. АҚШ-тың қорғаныс саласындағы жетілдірілген зерттеу жобалары агенттігі (DARPA) соңғы жылдардағы ең оғаш ғылыми жаңалықтардың бірін зерттеуге қаржы бөлетінін жариялады.

- деді DARPA бағдарламасының жетекшісі Gizmodo-ға, Доктор Роза Алеханда Лукашев. Бұл зерттеулердің егжей-тегжейлері құпия, деді ол. Бұл қазіргі уақытта қолданылатын күрделі зертханалық қондырғыларға қарағанда ыңғайлы және тұрақты атомдық сағаттардың жаңа буыны деп қорытынды жасауға болады. Өздеріңіз білетіндей, мұндай таймерлер көптеген маңызды әскери жүйелерде, соның ішінде, мысалы, GPS-те қолданылады.

Нобель сыйлығының лауреаты Франк Вильчек

Кристаллдар іс жүзінде ашылғанға дейін олар теорияда ойластырылған. Оны бірнеше жыл бұрын американдық, Нобель сыйлығының лауреаты ойлап тапқан. Франк Вильчек. Қысқасы, оның идеясы фазалық ауысулардағыдай симметрияны бұзу болып табылады. Дегенмен, теориялық уақыт кристалдарында симметрия үш кеңістіктік өлшемде ғана емес, сонымен бірге төртінші – уақыт бойынша да бұзылатын еді. Вильчек теориясы бойынша уақытша кристалдар тек кеңістікте ғана емес, сонымен бірге уақыт бойынша да қайталанатын құрылымға ие. Мәселе мынада, бұл кристалдық тордағы атомдардың тербелісін білдіреді, яғни. қуат көзінсіз қозғалысфизиктер мүмкін емес және мүмкін емес деп санаған нәрсе.

Біз атақты теоретик қалайтын кристалдарды әлі білмесек те, мүмкін ешқашан білмейтін де, 2016 жылы Мэриленд университетінің және Гарвард университетінің физиктері «үзіліссіз» (немесе дискретті) уақыт кристалдарын құрастырды. Бұл атомдар немесе иондар жүйесі, олар ұжымдық және циклдік қозғалысты көрсетеді, олар бұрын белгісіз жаңа материя күйі сияқты әрекет етеді, ең аз бұзылуларға төзімді.

Проф. сияқты ерекше болмаса да. Вильчек, жаңадан табылған уақыт кристалдары әскери қызығушылықты тарту үшін жеткілікті қызықты. Және бұл жеткілікті маңызды болып көрінеді.