Kide on kiinteä aine, jonka atomit tai molekyylit ovat säännöllisesti järjestäytyneet tiettyyn rakenteeseen.
2012 fysiikan Nobel-palkintoFrank Wilczek löysi aineen symmetrian ajassa. Häntä pidetään näiden ns. Aikakristallien löytäjänä, vaikka teoreetikkona hän ennusti niitä vain hypoteettisesti. Siitä lähtien useat tutkijat ovat etsineet materiaalia, jossa tämä ilmiö havaitaan. Aika-ajan kiteiden olemassaolo vahvistettiin ensimmäisen kerran vuonna 2017. Rakenteet olivat kuitenkin kooltaan vain muutama nanometri, ja ne muodostuivat vain hyvin matalissa lämpötiloissa alle –250 ° C. Sitä, että tutkijat ovat nyt onnistuneet näyttämään suhteellisen suuria muutaman mikrometrin kokoisia aika-ajan kiteitä videolla huoneenlämmössä, pidetään uraauurtavana. Mutta myös siksi, että he pystyivät osoittamaan, että heidän magnoni-avaruuskristallinsa voi olla vuorovaikutuksessa muiden sen kanssa törmäävien magneettien kanssa.
”Otimme säännöllisesti toistuvan rakenteenmagnoneja tilassa ja ajassa, lähetti lisää magnoneja, ja ne lopulta hajaantuivat. Siten pystyimme osoittamaan, että aikakide voi olla vuorovaikutuksessa muiden kvasihiukkasten kanssa. Kukaan ei ole vielä pystynyt näyttämään tätä suoraan kokeessa, saati sitten videolla."
Nick Traeger, Max Planck Institute for Intelligent Systems -instituutin tohtoriopiskelija
Kokeessaan tutkijat asettivat nauhanmagneettista materiaalia mikroskooppiseen antenniin, jonka kautta ne kuljettivat RF-virtaa. Tämä mikroaaltokenttä tuotti värähtelevän magneettikentän, energialähteen, joka stimuloi nauhan magnoneja - spin-aallon kvasipartikkelia. Magneettiset aallot siirtyivät vasemmalle ja oikealle raidalle ja tiivistyvät spontaanisti toistuvaksi kuvioksi tilassa ja ajassa. Toisin kuin triviaalit seisovat aallot, tämä kuvio muodostui jo ennen kuin kaksi yhtenevää aaltoa voisivat kohdata ja leikata. Kuvion, joka katoaa säännöllisesti ja ilmestyy itsestään, on oltava kvanttiefekti.
Myös aukon ainutlaatuisuus on käytössäröntgenkamera, jonka avulla voit nähdä aaltoreunat erittäin korkealla resoluutiolla, joka on 20 kertaa parempi kuin paras valomikroskooppi. Mutta se voi jopa tehdä tämän jopa 40 miljardilla kehyksellä sekunnissa, ja erittäin herkkä magneettisille ilmiöille.
"Pystyimme osoittamaan, että sellaisia kiteitäavaruusajat ovat paljon luotettavampia ja yleisempiä kuin odotettiin. Kiteemme tiivistyy huoneenlämpötilassa, ja hiukkaset voivat olla vuorovaikutuksessa sen kanssa, toisin kuin eristetty järjestelmä. Lisäksi se oli saavuttanut koon, jolla voitiin tehdä jotain tällä magnon-avaruus-aikakiteellä. Tämä voi johtaa moniin mahdollisiin sovelluksiin."
Paweł Gruszecki, tutkija Adam Mickiewiczin yliopiston fysiikan tiedekunnasta Poznańissa
Klassisilla kiteillä on erittäin leveäkäyttöalue. Jos kiteet voivat olla vuorovaikutuksessa paitsi avaruudessa myös ajassa, tutkijat voivat lisätä uuden ulottuvuuden mahdollisiin sovelluksiin. Viestintätekniikan, tutkan ja kuvantamistekniikan mahdollisuudet ovat valtavat.
Lue myös:
Fyysikot ovat luoneet analogin mustasta aukosta ja vahvistaneet Hawkingin teorian. Minne se johtaa?
Tutkijat ovat löytäneet nopeusrajoituksen kvanttimaailmassa.
Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille.