Kryštál je pevná látka, ktorej atómy alebo molekuly sú pravidelne usporiadané v špecifickej štruktúre.
Laureát Nobelovej ceny za fyziku za rok 2012Frank Wilczek objavil symetriu hmoty v čase. Považuje sa za objaviteľa týchto takzvaných časových kryštálov, aj keď ich ako teoretik predpovedal iba hypoteticky. Odvtedy niekoľko vedcov hľadalo materiál, v ktorom je tento jav pozorovaný. Skutočnosť, že časopriestorové kryštály existujú, sa prvýkrát potvrdila v roku 2017. Štruktúry však boli veľké iba niekoľko nanometrov a tvorili sa len pri veľmi nízkych teplotách pod –250 ° C. Skutočnosť, že vedcom sa dnes podarilo pri videu pri izbovej teplote zobraziť relatívne veľké časopriestorové kryštály veľké niekoľko mikrometrov, sa považuje za prelomovú. Ale tiež preto, že dokázali, že ich časopriestorový kryštál magnetov môže interagovať s inými magnetmi, ktoré s ním narážajú.
„Vybrali sme pravidelne sa opakujúcu štruktúrumagnónov v priestore a čase, vyslali viac magnónov a tie sa nakoniec rozptýlili. Podarilo sa nám teda ukázať, že časový kryštál môže interagovať s inými kvázičasticami. Nikto to ešte nedokázal ukázať priamo v experimente, nieto ešte na videu.“
Nick Traeger, doktorand na Inštitúte Maxa Plancka pre inteligentné systémy
Vedci pri svojom experimente umiestnili pásmagnetický materiál na mikroskopickú anténu, cez ktorú vysielali RF prúd. Toto mikrovlnné pole produkovalo kmitavé magnetické pole, zdroj energie, ktorý stimuloval magnóny v páse - kvázičastice s rotujúcou vlnou. Magnetické vlny migrovali do ľavého a pravého pruhu a spontánne sa kondenzovali do opakujúceho sa vzoru v priestore a čase. Na rozdiel od triviálnych stojatých vĺn sa tento vzor vytvoril ešte predtým, ako sa dve zbiehajúce sa vlny mohli stretnúť a pretínať. Vzor, ktorý pravidelne mizne a znovu sa objavuje sám, musí byť kvantovým efektom.
Využíva sa tiež jedinečnosť otvoruröntgenová kamera, ktorá vám umožňuje nielen vidieť vlnové fronty s veľmi vysokým rozlíšením, ktoré je 20-krát lepšie ako v prípade najlepšieho svetelného mikroskopu. Ale dokáže to dokonca rýchlosťou až 40 miliárd snímok za sekundu, ako aj s mimoriadne vysokou citlivosťou na magnetické javy.
„Podarilo sa nám ukázať, že takéto kryštálypriestoročasy sú oveľa spoľahlivejšie a rozšírenejšie, než sa očakávalo. Náš kryštál kondenzuje pri izbovej teplote a častice s ním môžu interagovať, na rozdiel od izolovaného systému. Navyše dosiahol veľkosť, ktorú by bolo možné použiť na uskutočnenie niečoho s týmto magnónovým časopriestorovým kryštálom. To by mohlo viesť k mnohým potenciálnym aplikáciám."
Paweł Gruszecki, vedec na Fyzikálnej fakulte Univerzity Adama Mickiewicza v Poznani
Klasické kryštály majú veľmi širokéoblasť použitia. Ak teraz môžu kryštály interagovať nielen v priestore, ale aj v čase, môžu vedci dodať možným aplikáciám ďalší rozmer. Potenciál komunikačnej technológie, radaru a zobrazovacej technológie je obrovský.
Prečítajte si tiež:
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Vedci objavili rýchlostný limit v kvantovom svete.
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť.