Oamenii de știință creează un cristal de spațiu-timp de dimensiuni micrometrice

Un cristal este un solid ai cărui atomi sau molecule sunt dispuse în mod regulat într-o anumită structură.

Dacă îl privești la microscop, poțidetectează întotdeauna un atom sau o moleculă la intervale regulate. Este ca niște cristale de spațiu-timp: în care o structură repetată există nu numai în spațiu, ci și în timp. Cele mai mici componente sunt în continuă mișcare până când, după o anumită perioadă, revin la starea lor inițială.

2012 Premiul Nobel pentru fizicăFrank Wilczek a descoperit simetria materiei în timp. Este considerat descoperitorul așa-numitelor cristale ale timpului, deși ca teoretician le-a prezis doar ipotetic. De atunci, mai mulți oameni de știință au căutat materiale în care se observă acest fenomen. Faptul că există cristale spațiu-timp a fost confirmat pentru prima dată în 2017. Cu toate acestea, structurile au avut o dimensiune de doar câțiva nanometri și s-au format doar la temperaturi foarte scăzute sub –250 ° C. Faptul că oamenii de știință au reușit acum să afișeze cristale spațiu-timp relativ mari de câțiva micrometri în dimensiuni video la temperatura camerei este considerat revoluționar. Dar și pentru că au reușit să arate că cristalul lor timp-spațiu de magnoni poate interacționa cu alți magnoni care se ciocnesc cu el.

„Am luat o structură recurentă în mod regulatmagnonii din spațiu și timp au trimis mai mulți magnoni și în cele din urmă s-au împrăștiat. Astfel, am putut arăta că timpul cristalului poate interacționa cu alte cvasiparticule. Nimeni nu a reușit încă să arate acest lucru direct într-un experiment, darămite un videoclip. "

Nick Treger, doctorand la Institutul Max Planck pentru sisteme inteligente

În experimentul lor, oamenii de știință au plasat o bandămaterial magnetic către o antenă microscopică prin care au trecut curentul RF. Acest câmp cu microunde a produs un câmp magnetic oscilant, sursa de energie care a stimulat magnonii din bandă - o cvasiparticulă de undă de spin. Undele magnetice au migrat spre dungile din stânga și din dreapta, condensându-se spontan într-un model care se repetă în spațiu și timp. Spre deosebire de valurile staționare triviale, acest model s-a format chiar înainte ca două unde convergente să se poată întâlni și intersecta. Un model care dispare în mod regulat și reapare singur trebuie să fie un efect cuantic.

Unicitatea deschiderii este, de asemenea, în uzo cameră cu raze X care nu numai că vă permite să vedeți fronturi de undă cu rezoluție foarte mare, care este de 20 de ori mai bună decât cel mai bun microscop cu lumină. Dar poate face acest lucru chiar cu până la 40 de miliarde de cadre pe secundă și cu o sensibilitate extrem de mare la fenomenele magnetice.

„Am putut arăta că astfel de cristalespațiul-timp este mult mai fiabil și mai răspândit decât imaginat. Cristalul nostru se condensează la temperatura camerei, iar particulele pot interacționa cu el, spre deosebire de un sistem izolat. Mai mult decât atât, a atins o dimensiune care ar putea fi utilizată pentru a face ceva cu acest cristal magnonic al spațiului-timp. Acest lucru ar putea duce la multe utilizări potențiale. "

Pavel Grushetsky, om de știință de la Facultatea de Fizică, Universitatea Adam Mickiewicz din Poznan

Cristalele clasice au o foarte largăzona de aplicare. Acum, dacă cristalele pot interacționa nu numai în spațiu, ci și în timp, oamenii de știință pot adăuga o altă dimensiune posibilelor aplicații. Potențialul pentru tehnologia comunicațiilor, radar și tehnologia imagistică este enorm.

Citește și:

Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?

Oamenii de știință au descoperit limita de viteză în lumea cuantică.

Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște.