En kristall är en fast substans vars atomer eller molekyler regelbundet är ordnade i en specifik struktur.
2012 Nobelpristagare i fysikFrank Wilczek upptäckte materiens symmetri i tid. Han anses vara upptäckaren av dessa så kallade tidskristaller, även om han som teoretiker bara förutspådde dem hypotetiskt. Sedan dess har flera forskare letat efter material där detta fenomen observeras. Det faktum att kristaller i rymdtiden existerar bekräftades först 2017. Strukturerna var dock bara några nanometer stora och de bildades endast vid mycket låga temperaturer under -250 ° C. Det faktum att forskare nu har lyckats visa relativt stora rymdkristaller några mikrometer i storlek på video vid rumstemperatur anses banbrytande. Men också för att de kunde visa att deras tidsrymdskristall av magnoner kunde interagera med andra magnoner som kolliderar med den.
"Vi tog en regelbundet återkommande strukturmagnoner i rum och tid, skickade fler magnoner, och de spreds så småningom. Således kunde vi visa att tidskristallen kan interagera med andra kvasipartiklar. Ingen har ännu kunnat visa detta direkt i ett experiment, än mindre på video.”
Nick Traeger, doktorand vid Max Planck Institute for Intelligent Systems
I sitt experiment placerade forskare en remsamagnetiskt material till en mikroskopisk antenn genom vilken de passerade RF-ström. Detta mikrovågsfält producerade ett oscillerande magnetfält, energikällan som stimulerade magnonerna i remsan - en rotationsvågs kvasipartikel. Magnetiska vågor migrerade till vänster och höger ränder, kondenserade spontant till ett upprepande mönster i rum och tid. Till skillnad från triviala stående vågor bildades detta mönster redan innan två konvergerande vågor kunde mötas och korsas. Ett mönster som regelbundet försvinner och dyker upp igen måste vara en kvanteffekt.
Det unika med öppningen används ocksåen röntgenkamera som inte bara låter dig se vågfronter med mycket hög upplösning, vilket är 20 gånger bättre än det bästa ljusmikroskopet. Men det kan till och med göra detta med upp till 40 miljarder bilder per sekund och med extremt hög känslighet för magnetiska fenomen.
"Vi kunde visa att sådana kristallerrymdtider är mycket mer tillförlitliga och utbredda än förväntat. Vår kristall kondenserar vid rumstemperatur och partiklar kan interagera med den, till skillnad från ett isolerat system. Dessutom hade den nått en storlek som kunde användas för att göra något med denna magnon rymdtidskristall. Detta kan leda till många potentiella applikationer."
Paweł Gruszecki, vetenskapsman vid fakulteten för fysik vid Adam Mickiewicz-universitetet i Poznań
Klassiska kristaller har en mycket bredApplikationsområde. Nu, om kristaller kan interagera inte bara i rymden utan också i tid, kan forskare lägga till en annan dimension till möjliga applikationer. Potentialen för kommunikationsteknik, radar och bildteknik är enorm.
Läs också:
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?
Forskare har upptäckt hastighetsgränsen i kvantvärlden.
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.