Кристал - це тверде тіло, атоми або молекули якого регулярно розташовані в певній структурі.
У 2012 році лауреат Нобелівської премії з фізикиФранк Вільчек відкрив симетрію матерії в часі. Його вважають першовідкривачем цих так званих кристалів часу, хоча як теоретик він передбачив їх тільки гіпотетично. З тих пір кілька вчених шукали матеріали, в яких спостерігається це явище. Той факт, що кристали простору-часу дійсно існують, був вперше підтверджено в 2017 році. Однак розміри структур становили всього кілька нанометрів, і вони утворювалися тільки при дуже низьких температурах нижче -250 ° C. Той факт, що вчені тепер досягли успіху в відображенні відносно великих просторово-часових кристалів розміром в кілька мікрометрів на відео при кімнатній температурі, вважається новаторським. Але також тому, що вони змогли показати, що їх просторово-часової кристал, що складається з магнонов, може взаємодіяти з іншими магнонами, які стикаються з ним.
«Ми взяли структуру магнонів, що регулярно повторюються в просторі і часі, послали більше магнонів, і вони врешті-решт розсіялися.Таким чином, ми змогли показати, що кристал часу може взаємодіяти з іншими квазічастинками.Ніхто ще не зміг показати це безпосередньо в експерименті, не кажучи вже про відео».
Нік Трейгер, аспірант, Інститут інтелектуальних систем імені Макса Планка
У своєму експерименті вчені помістили смужкумагнітного матеріалу на мікроскопічну антену, через яку вони пропустили радіочастотний струм. Це мікрохвильове поле викликало осцилююче магнітне поле, джерело енергії, який стимулював магнони в смузі - квазічастинку спінової хвилі. Магнітні хвилі мігрували в смугу зліва і справа, спонтанно згущуючись в повторюваний візерунок в просторі і часі. На відміну від тривіальних стоячих хвиль, цей візерунок сформувався ще до того, як дві сходяться хвилі змогли зустрітися і перетнутися. Патерн, який регулярно зникає і з'являється знову сам по собі, повинен бути квантовим ефектом.
Унікальність відкриття ще й у використаннірентгенівської камери, яка не тільки дозволяє бачити фронти хвиль з дуже високою роздільною здатністю, яке в 20 разів краще, ніж кращий світловий мікроскоп. Але також може навіть робити це зі швидкістю до 40 мільярдів кадрів в секунду, а також з надзвичайно високою чутливістю до магнітних явищ.
"Ми змогли показати, що такі просторово-часові кристали набагато надійніші та поширеніші, ніж вважалося раніше.Наш кристал конденсується при кімнатній температурі, і частинки можуть взаємодіяти з ним, на відміну відБільше того, він досяг розміру, який можна було б використовувати для того, щоб щось зробити з цим магнонічним просторово-часовим кристалом.Це може призвести до великої кількості потенційних застосувань».
Павел Грушецький, науковець фізичного факультету Університету імені Адама Міцкевича в Познані
Класичні кристали мають дуже широкуобласть застосування. Тепер, якщо кристали можуть взаємодіяти не тільки в просторі, але і в часі, вчені можуть додати ще один вимір можливих додатків. Потенціал технологій зв'язку, радарів і зображень у такої технології величезний.
Читати також:
Фізики створили аналог чорної діри і підтвердили теорію Хокінга. До чого це призведе?
Вчені виявили межа швидкості в квантовому світі.
Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять.