Kryształ to ciało stałe, którego atomy lub cząsteczki są regularnie ułożone w określoną strukturę.
Laureat Nagrody Nobla z fizyki w 2012 rokuFrank Wilczek odkrył symetrię materii w czasie. Uważany jest za odkrywcę tych tak zwanych kryształów czasu, chociaż jako teoretyk przewidział je tylko hipotetycznie. Od tego czasu kilku naukowców poszukiwało materiału, w którym obserwuje się to zjawisko. Fakt, że kryształy czasoprzestrzeni istnieją, został po raz pierwszy potwierdzony w 2017 roku. Jednak struktury miały zaledwie kilka nanometrów i tworzyły się tylko w bardzo niskich temperaturach poniżej –250 ° C. Fakt, że naukowcom udało się teraz wyświetlić na wideo w temperaturze pokojowej stosunkowo duże kryształy czasoprzestrzenne o wielkości kilku mikrometrów, uważa się za przełomowy. Ale także dlatego, że byli w stanie wykazać, że ich czasoprzestrzenny kryształ magnonów może oddziaływać z innymi magnonami, które się z nim zderzają.
"Wzięliśmy regularnie powtarzającą się strukturę magnonów w przestrzeni i czasie, wysłaliśmy więcej magnonów i w końcu się rozproszyły.W ten sposób udało nam się wykazać, że kryształ czasowy może oddziaływać z innymi kwazicząstkami.Nikt jeszcze nie był w stanie pokazać tego bezpośrednio w eksperymencie, nie mówiąc już o filmie".
Nick Traeger, doktorant, Instytut Systemów Inteligentnych im. Maxa Plancka
W swoim eksperymencie naukowcy umieścili pasekmateriał magnetyczny do mikroskopijnej anteny, przez którą przepuszczał prąd RF. To pole mikrofalowe wytwarzało oscylujące pole magnetyczne, źródło energii, które stymulowało magnony w pasku - kwazicząstkę fali spinowej. Fale magnetyczne wędrowały do lewego i prawego paska, spontanicznie kondensując się w powtarzający się wzór w przestrzeni i czasie. W przeciwieństwie do trywialnych fal stojących, ten wzór uformował się jeszcze zanim dwie zbiegające się fale mogły się spotkać i przeciąć. Wzór, który regularnie znika i pojawia się ponownie, musi być efektem kwantowym.
Używa się również wyjątkowości otworukamera rentgenowska, która nie tylko pozwala zobaczyć czoła fali o bardzo wysokiej rozdzielczości, która jest 20 razy lepsza niż najlepszy mikroskop świetlny. Ale może to zrobić nawet z prędkością do 40 miliardów klatek na sekundę i niezwykle wysoką czułością na zjawiska magnetyczne.
"Byliśmy w stanie wykazać, że takie kryształy czasoprzestrzenne są znacznie bardziej niezawodne i rozpowszechnione niż wcześniej sądzono.Nasz kryształ skrapla się w temperaturze pokojowej, a cząsteczki mogą z nim oddziaływać, w przeciwieństwie doCo więcej, osiągnął rozmiary, które można by wykorzystać do zrobienia czegoś z tym magnonicznym kryształem czasoprzestrzennym.Może to prowadzić do wielu potencjalnych zastosowań".
Paweł Gruszecki, naukowiec z Wydziału Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Klasyczne kryształy mają bardzo szerokąobszar zastosowań. Teraz, jeśli kryształy mogą oddziaływać nie tylko w przestrzeni, ale także w czasie, naukowcy mogą dodać kolejny wymiar do możliwych zastosowań. Potencjał technologii komunikacyjnej, radarów i technologii obrazowania jest ogromny.
Czytaj także:
Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?
Naukowcy odkryli ograniczenie prędkości w świecie kwantowym.
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić.