Два независими екипа твърдят, че успешно са създали времеви кристали в лаборатория, потвърждавайки съществуването на изцяло нова форма на материята. Откритието може да изглежда абстрактно, но поставя началото на нова ера във физиката, предава ScienceAlert, цитиран от fresh-science.com.

От десетилетия учените изучават материята в състояние на термодинамично равновесие, но изглежда това е само едната страна на монетата. Отдавна се предполага, че съществуват много други различни състояния на материята във Вселената, които не са равновесни. Но сега, за първи път, учените наблюдават подобно нещо в лаборатория, което е огромен напредък в разбирането ни за света около нас.

Още през 2012 година Нобеловият лауреат Франк Вилцек описва времевите кристали като структури, които изглежда извършват движение, дори и при най-ниската си енергийна точка – енергия на базовото състояние, познато още като Zero Point Energy.

Според познатите закони на термодинамиката и класическата механика, когато един материал е в базово състояние, движението без внасяне на енергия или първоначален импулс е невъзможно. Но това въобще не важи за времевите кристали - те на практика извършват „вечно движение“ без внасяне на енергия, или така познатото от латински – Perpetuum Мobile.

Нормалните кристали имат атомна структура, която се повтаря в пространството – както структурата на въглеродния атом в диаманта. Но диамантът е неподвижен, тъй като е в стабилно равновесие в базовата си енергийна точка. Това може да се онагледи с желатин – когато го побутнем, започва да се тресе. Същото се случва и с всички кристали, но разликата при времевите кристали е, че те започват да вибрират без да сме ги докосвали, без нуждата от енергия, а това ги класифицира като нова форма на материята.

Според Норман Яо от университета Бъркли в Калифорния, е възможно да се предвидят различните фази на времевия кристал. Следвайки инструкциите му, два независими екипа възпроизведат времеви кристали – от университета в Мериленд и Харвард.

В Мериленд използват поредица от 10 йони итербий, с преплетени спинове на електроните. Ключовият момент за създаването на времеви кристал е поддържането на йоните извън състоянието на равновесие, като за целта учените си помагат с лазери. (За създаване на фини електромагнитни полета, с които въздействат на електроните и атомите).

Благодарение на квантово заплетените електрони и под въздействието на лазерите, атомите се установяват в стабилно състояние с повтарящи се структури. За получаване на времеви кристал, системата трябва да разчупи времевата симетрия. Както знаем, квантово заплетените частици поддържат връзките си извън времето и пространството.

Наблюдавайки поредицата от атоми, учените забелязват нещо странно. Двата лазера, които „побутват“ атомите итербий, създават вибрация в системата с период два пъти по-голям от пулсациите на лазерите – нещо, което не би трябвало да се случи.

„Това е същността на времевия кристал. Имаме трептене с определен период, но системата по някакъв начин се синхронизира и се наблюдава трептене с период, в пъти по-голям от първоначалния“, обяснява Яо.

Под влияние на различни магнитни полета и лазерни пулсации, времевият кристал би променил фазата си. При опитите, проведени в Харвард, учените използват азотни атоми в диамант – напълно различен подход, но със съвсем същите резултати.

„Наблюдението на времеви кристал потвърждава, че разрушаването на симетрията в материята може да се случи на практика навсякъде, и то по естествен начин, и открива път към няколко нови и напълно различни подхода на изследвания във физиката“, твърдя Яо

Всичко това звучи странно, и за класическата физика е именно такова.

До преди няколко години тази идея беше научна фантастика и повод за множество конспирации и етикети „псевдонаука“.

Такъв беше случаят и с невъзможния EmDrive, който изглежда заобикаля основният закон на термодинамиката.

Работещият EmDrive противоречи на физиката >> >> >>

Но през последните няколко години ставаме свидетели на промяна на статуквото в научните среди. Особен принос има квантовата механика, която въпреки странностите си, работи, и започва все по-често да намира практическо приложение, а това може да означава само едно – интересното тепърва предстои.

Изследването е публикувано във Physical Review Letter.