結晶は、原子または分子が特定の構造で規則的に配置された固体です。
2012年ノーベル物理学賞受賞者フランク・ウィルチェックは、時間内に物質の対称性を発見しました。彼はこれらのいわゆる時間結晶の発見者と見なされていますが、理論家として彼はそれらを仮説的にのみ予測しました。それ以来、何人かの科学者がこの現象が観察される資料を探してきました。時空結晶が存在するという事実は、2017年に最初に確認されました。ただし、構造のサイズはわずか数ナノメートルであり、–250°C未満の非常に低い温度でのみ形成されました。科学者が室温で数マイクロメートルのサイズの比較的大きな時空間結晶をビデオに表示することに成功したという事実は、画期的なものと考えられています。しかしまた、彼らはマグノンの時空間結晶がそれに衝突する他のマグノンと相互作用できることを示すことができたからです。
「私たちは規則的に繰り返される構造を採用しました時空のマグノンはさらに多くのマグノンを送り込み、最終的には散り散りになりました。このようにして、時間結晶が他の準粒子と相互作用できることを示すことができました。ビデオどころか、実験でもこれを直接示すことができた人はまだ誰もいません。」
Nick Traeger 氏、マックス プランク インテリジェント システム研究所博士課程学生
彼らの実験では、科学者はストリップを置きましたそれらがRF電流を通過させた微細なアンテナへの磁性材料。このマイクロ波場は、ストリップ内のマグノンを刺激するエネルギー源である振動磁場、つまりスピン波準粒子を生成しました。電磁波は左右の縞模様に移動し、自然に凝縮して空間と時間の繰り返しパターンになりました。些細な定在波とは異なり、このパターンは、2つの収束波が出会って交差する前に形成されました。定期的に消えて再び現れるパターンは、量子効果でなければなりません。
開口部の独自性も活用されています最高の光学顕微鏡よりも20倍優れた非常に高い解像度で波面を見ることができるだけでなく、X線カメラ。しかし、これは最大400億フレーム/秒で、磁気現象に対して非常に高い感度で実行できます。
「私たちはそのような結晶が存在することを示すことができました。時空は予想よりもはるかに信頼性が高く、広範囲に広がっています。私たちの結晶は室温で凝縮し、孤立系とは異なり、粒子が結晶と相互作用することができます。しかも、このマグノン時空結晶で何かができそうな大きさになっていた。これは多くの潜在的な応用につながる可能性があります。」
パヴェウ・グルゼッキ氏、ポズナンのアダム・ミツキェヴィチ大学物理学部の科学者
古典的な結晶は非常に広いアプリケーションエリア。さて、結晶が空間だけでなく時間でも相互作用できるのであれば、科学者は可能なアプリケーションに別の次元を追加することができます。通信技術、レーダー、画像技術の可能性は計り知れません。
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