Теоретичната физика е вълнуваща наука, която създава прогнози, които се доказват експериментално, понякога след десетилетия.
Случва се обаче това да се случи след удивително кратко време. Точно такъв е случаят с времевите кристали, които са ново състояние на материята, опровергавано, преработвано и в крайна сметка оказало се откритие само 5 години след теоретичната постановка през 2012 година.
От знанията за проучените кристали като диамант и кварц е известно, че са изградени от атоми, подредени в пространството свободно, асиметрично. В новите кристали подреждането е същото, но повтарящият се модел е времеви. Така времевите кристали могат да се използват за създаване на нови технологии като квантовите компютри например.
Времевите кристали са разработка на физика Франк Вилцек, който използва свойството на обикновения кристал, наречено разрушаване на симетрията, за да създаде идеята за времевия кристал.
Какво е разрушаване на симетрията?
Знаем, че във водната капка молекулите се движат свободно и могат да бъдат навсякъде в рамките на водата. Течното състояние на водата показва висока степен на симетрия, тъй като изглежда еднакво. Ако обаче замръзне и се образува лед, силите на превличане карат молекулите да се преподредят в кристал. В него всички молекули са подредени на равни разстояния. Това показва, че кристалът е по-малко симетричен от течността. Затова се казва, че в замръзнало състояние симетрията е нарушена.
Нарушаването на симетрията е изключително важна концепция във физиката. Например придобиването на маса от субатомните частици се дължи на разрушаването на симетрията.
От законите на физиката е известно, че не може да съществуват машини, работещи безкрайно дълго, ако нямат източник на енергия. Времевите кристали могат да съществуват при положение, че имат някаква движеща външна сила. Повтаряемостта им във времето е неподвижно състояние, невидимо от пръв поглед. Ако се прибави малко енергия това състояние ще стане видимо. Това е отговора на абсурдното състояние на вечно движение и дало надежди за времевия кристал.
Физиците използвали едно свойство на частиците, така нареченият квантов спин. То дава възможност за непрестанно обръщане, следствие на действието на външна сила на равни интервали от време. Учените прогнозирали, че ако това стане за набор от частици, взаимодействията между тях ще създадат времеви кристал, който се задвижва.
Така са създадени нови форми на материята, които със сигурност ще бъдат прилагани в много области. Например в компютърните системи, където новата материя може да съхранява и обработва данни.
Коментари