Личный кабинет

В физике существуют понятия кристаллов пространства и времени.

Кристаллом пространства называют упорядоченное расположение атомов на большом протяжении. Это придает ему четко проявленную форму из набора элементов симметрии.

В 2012 г. Ф. Вильчек, исходя из рассмотрения времени и пространства в некоторых разделах физики, включая теорию относительности, на одном уровне, ввел понятие «кристалл во времени» или «темпоральный кристалл». Под ним понимают упорядоченное расположение атомов во времени. По мнению автора теории, для образования таких структур необходимо самопроизвольное периодическое изменение во времени одного из физических свойств, даже без внешнего вмешательства в систему.

Возможность практического существования темпоральных кристаллов обсуждалась несколько лет. Эта теория стала популярной, дойдя даже до массовой культуры.

Уже с 2017 г. начали появляться первые образцы таких структур, однако для поддержания существования они требовали периодического внешнего вмешательства, хотя и с вдвое более кратким периодом по отношению к возбуждению. Первый образец, полностью соответствующий теории, был создан в 2022 г. в конденсате Бозе-Эйнштейна, но он просуществовал всего несколько миллисекунд.

В новой работе сотрудники Технического университета Дортмунда создали кристалл из арсенида индия-галия, в котором ядерные спины выполняют роль резервуара для темпорального кристалла. Под действием постоянного освещения ядерные спины при взаимодействии со спинами электронов формируют поляризацию, которая порождает колебания во времени.

Эксперимент позволяет варьировать период кристалла в широких пределах путем систематического изменения условий вплоть до исключения периодичности, что приведет к его «плавлению». В областях «плавления» проявляется долговременное хаотичное поведение, которое ученые впервые смогли проанализировать теоретическими инструментами.