En krystal er et fast stof, hvis atomer eller molekyler regelmæssigt er arrangeret i en bestemt struktur.
2012 Nobelpristageren i fysikFrank Wilczek opdagede symmetri af materie i tide. Han betragtes som opdageren af disse såkaldte tidskrystaller, skønt han som teoretiker kun forudsagde dem hypotetisk. Siden da har flere forskere søgt efter materiale, hvor dette fænomen observeres. Det faktum, at der eksisterer krystaller i rumtiden, blev først bekræftet i 2017. Strukturerne var dog kun få nanometer store, og de dannedes kun ved meget lave temperaturer under -250 ° C. Det faktum, at det nu er lykkedes forskere at vise relativt store rumtidskrystaller et par mikrometer i størrelse på video ved stuetemperatur, betragtes som banebrydende. Men også fordi de var i stand til at vise, at deres tidsrumskrystal af magnoner kan interagere med andre magnoner, der kolliderer med den.
"Vi tog en struktur, der regelmæssigt gentager sigmagnoner i rum og tid, sendte flere magnoner, og de spredte sig til sidst. Således var vi i stand til at vise, at tidskrystallen kan interagere med andre kvasipartikler. Ingen har endnu været i stand til at vise dette direkte i et eksperiment, endsige på video."
Nick Traeger, ph.d.-studerende ved Max Planck Institute for Intelligent Systems
I deres eksperiment placerede forskere en strimmelmagnetisk materiale på en mikroskopisk antenne, gennem hvilken de sendte RF-strøm. Dette mikrobølgefelt frembragte et oscillerende magnetfelt, en energikilde, der stimulerede magnoner i en strimmel - en spinbølge-kvasipartikel. Magnetiske bølger vandrede til venstre og højre stribe og kondenserede spontant til et gentaget mønster i rum og tid. I modsætning til trivielle stående bølger blev dette mønster dannet, før to konvergerende bølger kunne mødes og krydse hinanden. Et mønster, der regelmæssigt forsvinder og dukker op igen alene, skal være en kvanteeffekt.
Åbningens unikhed er også i bruget røntgenkamera, der ikke kun giver dig mulighed for at se bølgefronter med meget høj opløsning, hvilket er 20 gange bedre end det bedste lysmikroskop. Men det kan endda gøre det med op til 40 milliarder billeder i sekundet såvel som med ekstrem høj følsomhed over for magnetiske fænomener.
"Vi var i stand til at vise, at sådanne krystallerrumtider er meget mere pålidelige og udbredte end forventet. Vores krystal kondenserer ved stuetemperatur, og partikler kan interagere med det, i modsætning til et isoleret system. Desuden havde den nået en størrelse, der kunne bruges til at gøre noget med denne magnon rumtidskrystal. Dette kan føre til mange potentielle applikationer."
Paweł Gruszecki, videnskabsmand ved Det Fysiske Fakultet ved Adam Mickiewicz Universitet i Poznań
Klassiske krystaller har en meget bredanvendelsesområde. Nu, hvis krystaller ikke kun kan interagere i rummet, men også med tiden, kan forskere tilføje en anden dimension til mulige applikationer. Potentialet for kommunikationsteknologi, radar og billedteknologi er enormt.
Læs også:
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Forskere har opdaget hastighedsgrænsen i kvanteverdenen.
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder.