Учените откриха нова форма на материята: времеви кристали

Преди 4 месеца се появи спекулация, че учените може би най-сетне са създали времеви кристали – странни кристали, които имат атомна структура, която се повтаря не само в пространството, но и във времето, което ги поставя в непрестанно движение без енергия.

Вече е официално – учените съобщиха в подробности как са създали и измерили тези странни кристали. И два независими научни екипа твърдят, че са създали времеви кристали в лабораторни условия, потвърждавайки съществуването на изцяло нова форма на материя.

Откритието може да звучи доста абстрактно, но то е предвестник на една цяла нова ера във физиката – десетилетия наред изучаваме материята, която се определяше като материя "в равновесие" – като метали и изолатори.

Но учените предвещаха, че има много повече странни видове материя във Вселената, които не са в равновесие, и които ние все още дори не сме започнали да изследваме, включително времевите кристали. Но вече знаем, че те са истински.

Фактът, че вече разполагаме с първия пример за материя, която не е в равновесие, може да доведе до пробив в разбиранията ни за света около нас, както и за новите технологии като квантовите компютри.

Концепцията за времевите кристали съществува от няколко години.

За първи път тяхното съществуване е предсказано от нобеловия лауреат теоретичния физик Франк Вилчек през 2012 г. Според него времевите кристали са структури, които се движат дори и в най-ниско енергийното им състояние дори и в основното състояние на атома.

Обикновено, когато дадена материя е в основно състояние на атома, познато като нулева енергия на системата, това означава, че движението теоретично е невъзможно, защото това би изисквало разход на енергия.

Но Вилчек предсказва, че случаят с времевите кристали вероятно е различен.

Нормалните кристали имат атомна структура, която се повтаря в пространството – точно както въглеродната решетка на диаманта. Но подобно на рубина или диаманта, те са неподвижни, защото са в равновесие в основното състояние на атома.

Но структурата на времевите кристали се повтаря във времето, не само в пространството. И продължава да се колебае в основното състояние на атома.

Представете си ги като желе – когато го потупате, то се тресе продължително време. Същото нещо се случва с времевите кристали, но с тази разлика, че движението се осъществява без никаква енергия.

Времевият кристал е като постоянно люлеещо се желе в естественото му основно състояние на атома и това именно го превръща в изцяло нова форма на материята – материя, която не е в равновесие. Не е в състояние да стои неподвижно.

Но едно е да предскажете съществуването на тези кристали, съвсем друго е да ги създадете.

Норман Яо и екипът му са създали подробна схема, която описва точно как да направите и измерите характеристиките на времевия кристал и дори да предскажете какви ще са различните му фази– което означава, че те са набелязали твърдото, течното и газообразното състояние на новата форма на материя.

И това вече не е спекулация. Въз основа на схемата на Яо два независими екипа – от университета в Мериленд и от Харвард, са следвали инструкциите, за да създадат свои времеви кристали.

И двете изследвания бяха оповестени в края на миналата година. Въпреки че данните предстоят да бъдат публикувани, ние трябва да останем скептични към твърденията на учените. Но очакваме с нетърпение развитието на тези изследвания и разгадаването на тайните на времевите кристали.

източник: sciencealert.com

по статията работи: Величка Мартинова