Objav kryštálov nového času
Zvláštna forma hmoty nazývaná časový kryštál sa nedávno objavila na dvoch nových miestach. Vedci vytvorili takýto kryštál vo fosforečnane amónnom, ako sa uvádza v májovom vydaní časopisu Physical Review Letters, a iná skupina ho vytvorila v tekutom médiu obsahujúcom častice v tvare hviezdy, táto publikácia sa objavila vo Physical Review.
Na rozdiel od iných známych príkladov, časový kryštál z fosforečnanu amónneho, bol vyrobený z pevného materiálu s usporiadanou fyzikálnou štruktúrou, t.j. tradičný krištáľ. Ostatné materiály, z ktorých sa doteraz tvorili kryštály, boli neusporiadané. Vedci prvýkrát vytvorili časové kryštály v roku 2016. Jeden z nich bol vyrobený z diamantu s defektmi, druhý bol vyrobený pomocou reťazca iónov ytterbia.
Bežné kryštály, ako je soľ a kremeň, sú príkladmi trojrozmerných, usporiadaných priestorových kryštálov. Ich atómy tvoria opakujúci sa systém známy vedcom už desaťročia. Časové kryštály sú rôzne. Ich atómy periodicky vibrujú najskôr jedným smerom a potom druhým smerom, excitované pulzujúcou magnetickou silou (rezonanciou). To sa nazýva "kliešť".
Tikot v časovom kryštáli je obsiahnutý v určitej frekvencii, hoci interagujúce impulzy majú rôzne rezonancie. Napríklad atómy v časových kryštáloch skúmaných v jednom z minuloročných experimentov rotovali s frekvenciou len polovičnou oproti frekvencii pulzácií magnetického poľa, ktoré na ne pôsobí.
Vedci tvrdia, že pochopenie časových kryštálov by mohlo viesť k zlepšeniu atómových hodín, gyroskopov a magnetometrov a pomôcť vytvoriť kvantovú technológiu. Americká agentúra pre pokročilé obranné výskumné projekty (DARPA) oznámila financovanie výskumu jedného z najpodivnejších vedeckých objavov posledných rokov.
- vedúci programu DARPA povedal Gizmodo, Dr Rosa Alehanda Lukashev. Podrobnosti týchto štúdií sú podľa nej dôverné. Dá sa len dospieť k záveru, že ide o novú generáciu atómových hodín, pohodlnejšie a stabilnejšie ako zložité laboratórne zariadenia, ktoré sa v súčasnosti používajú. Ako viete, takéto časovače sa používajú v mnohých dôležitých vojenských systémoch, vrátane napríklad GPS.
Laureátom Nobelovej ceny Frank Wilczek
Predtým, ako boli kryštály skutočne objavené, boli vytvorené teoreticky. Pred pár rokmi ho vynašiel Američan, nositeľ Nobelovej ceny. Frank Wilczek. Jeho myšlienkou je skrátka narušiť symetriu, ako je to v prípade fázových prechodov. V teoretických časových kryštáloch by sa však symetria narušila nielen v troch priestorových dimenziách, ale aj vo štvrtej – v čase. Podľa Wilczekovej teórie majú časové kryštály opakujúcu sa štruktúru nielen v priestore, ale aj v čase. Problém je v tom, že z toho vyplýva vibrácia atómov v kryštálovej mriežke, t.j. pohyb bez napájaniačo považovali fyzici za nemožné a nemožné.
Zatiaľ čo stále nepoznáme kryštály, ktoré slávny teoretik chcel a pravdepodobne ani nikdy nebude, v roku 2016 fyzici z Marylandskej a Harvardskej univerzity postavili „nespojité“ (alebo diskrétne) časové kryštály. Sú to systémy atómov alebo iónov, ktoré demonštrujú kolektívny a cyklický pohyb, ktorý sa správa ako predtým neznámy nový stav hmoty, odolný voči najmenším poruchám.
Aj keď to nie je také nezvyčajné ako prof. Wilczeka, novoobjavené časové kryštály sú dostatočne zaujímavé na to, aby pritiahli vojenský záujem. A zdá sa to byť dostatočne významné.
