Vědci vytvářejí vůbec první viditelný čas krystaly pomocí světla-a jednoho dne se mohou objevit na 100 $ účtů
Vědci vyvinuli vůbec první časové krystaly, které jsou viditelné pro lidské oko, a jednoho dne by se mohli dostat na 100 $ účtů.
Časové krystaly vycházejí z uzlů, které se objevují, když je světlo zářilo na tekuté krystaly – stejné jako kryty nalezené na LCD obrazovkách.
Na rozdíl od krystalů předchozího času jsou tyto „psychedelické tygří pruhy“ viditelné, vědci řekl v prohlášení. To dává vědcům nové okno k prozkoumání tohoto bizarního fáze hmoty a má také řadu praktických aplikací, od telekomunikací až po návrhy proti soustředění a ukládání dat. Vědci zveřejnili svá zjištění 4. září v časopise Přírodní materiály.
„Lze je pozorovat přímo pod mikroskopem a dokonce za zvláštních podmínek pouhým okem,“ autor vedoucího studie Hanqing ZhaoVe svém prohlášení uvedl postgraduální student na Katedře fyziky na University of Colorado Boulder.
Poprvé navrhl v roce 2012 Nobelova cena-Menning fyzik Frank WilczekČasové krystaly jsou skupiny částic, které se opakují v čase, podobně jako jiné krystaly opakují v prostoru. Toto chování je pro fyziky zajímavé – fyzické zákony jsou ve vesmíru zcela symetrické a většinou v čase, což vede k výsledkům, které jsou stejné bez ohledu na jejich směr v prostoru nebo čase.
Ale krystaly tuto symetrii rozbijí a uspořádají se v preferovaném prostorovém směru. To znamená, že navzdory fyzickým zákonům, které si zachovávají základní symetrii, tyto zákony vytvářejí různé výsledky pro krystaly v závislosti na směru, který na nich jednají.
Související: Vědci odhalují nový typ „časového krystalu“, který vzdoruje našemu tradičnímu porozumění času a pohybu
A stejným způsobem, že krystaly rozbíjejí symetrii ve vesmíru, je časové krystaly včas rozbijí. Existují v nejnižší možné energii povolené Kvantová mechanikaa oscilujte mezi dvěma státy bez zpomalení.
Tyto pozoruhodné vlastnosti vedly k tvrzení, že krystaly jsou trvalé pohybové stroje, které porušují Druhý zákon termodynamikyale To není případ. Krystaly, které jsou poháněny fotony nebo světelnými částicemi, nemohou ztratit nebo získat energii; Všechno, co je zasahuje, je způsobit, že opakují jejich dvoustátní shuffle.
Od návrhu Wilczek vytvořili a studovali krystaly času a studovali uvnitř diamantů, Kvantové počítače a atomy rubidia jsou nadšené na stokrát jejich typickou velikost. Přesto tyto krystaly nelze přímo vidět a místo toho jsou studovány prostřednictvím fluktuací laserového světla.
Pro navrhování svých viditelných časových krystalů, vědci za novými studiemi sendvičovaly tekuté krystaly-molekuly ve tvaru prutu, které se chovají jak jako pevné látky, tak kapaliny-mezi dvěma kousky skla potažené barvivem. Pokud jsou stisknuty správným způsobem, tyto molekuly vytvářejí zlomy, které se mohou pohybovat kolem a dokonce se chovat jako atomy.
„Máte tyto zvraty a nemůžete je snadno odstranit,“ studoval spoluautor Ivan SmalyukhVe svém prohlášení uvedl profesor fyziky na University of Colorado Boulder. „Chovají se jako částice a začněte navzájem interagovat. “
Zářící světlo na skleněné kousky vědci způsobili, že molekuly barviva je potahují, aby se posunuly v reakci a stiskly kapalné krystaly a vytvořily tisíce nových zločinků, které tančily přes roztok v interakcích, které se v průběhu času opakovaly. I když vědci zvedli nebo snížili teplotu, pohyby zlomu zůstaly nezměněny.
„Všechno se narodí z ničeho,“ řekl Smalyukh. „Vše, co děláte, je zářit světlo a objevuje se celý tento svět krystalů času.“
Kromě pokroku v základní fyzice vědci tvrdí, že jejich nový systém by se mohl jednoho dne vyvinout do „Time Watermarks“, jejichž odlišné vzorce ztěžují účty s vyššími označeními. Stohování krystalů by také mohlo vytvořit ještě komplikovanější vzory, které by mohly ukládat velké množství dat.
„Právě teď nechceme omezit aplikace,“ řekl Smalyukh. „Myslím, že existují příležitosti k prosazení této technologie ve všech druzích pokynů.“
