Получен первый пространственно-временной кристалл

США

• Наука

Специалистам из университета Мэриленда (University of Maryland) и Калифорнийского университета в Беркли (University of California-Berkeley) удалось получить уникальную структуру, уже одним своим существованием нарушающую основные законы физики. Это цепочка ионов, являющаяся квантовой кольцевой структурой, созданной из атомов иттербия, имеющих две степени свободы. Теоретически подобная конструкция считается невозможной. Она являет собой первый образец пространственно-временного кристалла.

Элементы такого кристалла повторяются не только в пространстве, но и во времени. В отличие от обычных кристаллов, его элементы находятся в непрерывном движении и принимают исходное положение через определенный временной интервал. Что интересно, для такого движения и изменения самого кристалла не нужна внешняя энергия. Теоретическое предположение о возможном существовании пространственно-временных кристаллов выдвинул в 2012 году Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek), сотрудник Массачусетского технологического института, но его идея не нашла единодушной поддержки в научном сообществе.

С помощью лазерного луча можно контролировать направление вращения ионов в одной половине цепочки кристалла. Их движение воздействует на соседние ионы - и вся цепочка совершает полный круг. Оказалось, что в исходное состояние система возвращается всегда с постоянной скоростью и она не зависит от момента времени или пространственного расположения. А это значит, что реация квантовой системы на возмущение подчиняется определенным закономерностям. Это похоже на то, как атомы обычных кристаллов отвечают на сдвиг под внешним воздействием.

Создание первого пространственно-временного кристалла имеет большое значение для науки, так как показывает допустимость нарушения одного из базовых физических понятий, в частности симметрии. А это ведет к иному взгляду на современную физику в целом. Продолжение работы с этим явлением дает шанс на обнаружение новых законов в физике и квантовой механике, а значит и разработку новых, совершенно фантастических технологий.

Вера Максимова, 01.11.2016 20:08