Физик описал новую форму материи — кристаллы времени

Доцент университета Беркли Норманн Яо (Norman Yao) описал создание кристалла времени и измерение его свойств, а также предположил, какими будут его фазы. Научная работа об этом опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко о ней сообщает сайт EurekAlert.


Необычное «желе»

Для большинства людей кристаллы — это граненые камни. Однако для Нормана Яо камни — лишь верхушка айсберга. Если обычные кристаллы имеют атомную структуру, которая повторяется в пространстве, почему не создать «кристаллы», структура которых будет повторяться во времени?

Эта мысль лежит в основе понятия «кристалл времени», предложенного в 2012 году Нобелевским лауреатом по физике Фрэнком Вильчеком. Такой объект не находится в стационарном состоянии, а имеет периодичное во времени поведение. Он не может прийти в состояние равновесия.

«Разве не было бы странно, если бы вы покачивали желе и обнаруживали, что каким-то образом оно отвечает с другим периодом? — объясняет Яо. — Это и есть суть кристалла времени. — У вас есть какой-то периодический „драйвер“ с периодом Т, но система синхронизирована таким образом, что вы наблюдаете колебания с периодом больше Т».


Не только теория

Кристаллы — не только предположение. По утверждениям двух групп ученых из Университета штата Мэриленд и Гарвардского университета, в прошлом году им удалось создать кристаллы времени. Их работы были представлены к публикации в рецензируемых журналах, однако пока не вышли, так как требуют проверки коллег. Яо является соавтором обеих работ.

Команда университета Беркли использовала для построения 10 ионов иттербия, которые выводились из равновесия воздействием лазеров. Ученые Гарвардского университета создали собственные кристаллы из атомов азота.



«Такие похожие результаты, полученные в двух совершенно не сопоставимых системах, подчеркивают, что кристаллы времени являются новой формой материи, а не просто любопытной узко специфичной темой, — написал Фил Ришерм (Phil Richerme) из Индианского университета в комментарии к работе Яо в Physical Review Letters. — Наблюдение дискретного кристалла времени подтверждает, что нарушение временной симметрии может происходить практически во всех сферах природы и открывает путь к новым направлениям исследований».

Ученые полагают, что использовать кристаллы времени возможно будет для элементов памяти и квантовых компьютеров. Несмотря на свое периодическое изменение, такие объекты не могут генерировать энергию, так как это нарушало бы одноименный закон сохранения.