Kvázikryštál ako nový stav hmoty vzdoruje času

Časové kryštály možno nepopierajú fyzikálne zákony, ale presahujú tri dimenzie. Zatiaľ čo atómy, z ktorých sú vyrobené, majú rovnakú mriežkovú formu ako v bežných statických kryštáloch, časové kryštály sú dynamické. Častice sa preskupujú do rôznych vzorov a tieto vzory sa opakujú, čo spôsobuje, že kryštál vibruje. K tomu môže dochádzať, pretože časové kryštály majú viacero stabilných kvantových stavov (v ktorých sa nezrútia).

Teraz tím fyzikov z Washingtonskej univerzity v St. Louis vytvoril nový typ časového kryštálu nazývaného kvázikryštál, čo je úplne nový stav hmoty. Bežné časové kryštály sú predvídateľné, pretože spôsoby, akými sa ich atómy preusporiadajú, sa neustále opakujú, takže ich vibrácie sú periodické. Čas medzi jednotlivými posunmi je presne rovnaký a vibrujú na rovnakej frekvencii. Na druhej strane časové kvázikryštály sú usporiadané, ale zjavne nie periodické. To znamená, že nedochádza k žiadnemu opakovaniu. Každá zmena v usporiadaní atómov je iná, vďaka čomu kryštál vibruje na rôznych frekvenciách. Štúdia o kvázikryštáloch bola nedávno publikovaná v časopise Physical Review X.

V štúdii si premena diamantu na časový kvázikryštál vyžadovala intenzívne teplo na excitáciu častíc. Zasiahnutím malého diamantu mikrovlnným laserom vedci vyradili atómy uhlíka, aby umožnili elektrónom pohybovať sa do prázdnych priestorov a mať kvantové interakcie, ktoré by vytvorili kvázikryštály. Tím použil mikrovlnné impulzy na spustenie rytmov v časových kvázikryštáloch, aby vibrovali a prešli stovkami cyklov, kým sa nakoniec rozpadnú.

Keď vedci prídu na to, ako dosiahnuť, aby tieto kryštály vydržali viac ako 40 minút (čo je najviac, čo vydržal štandardný časový kryštál), mohli by napájať vysoko citlivé prístroje, ako sú senzory, hodinky, elektronika a kvantové počítače. Časové kryštály nikdy nestrácajú energiu, a preto by mali fungovať donekonečna. Keďže časové kvázikryštály vibrujú na rôznych frekvenciách, mohli by potenciálne merať viacero frekvencií naraz.

Zdroj: popularmechanics.com.​

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}