«Кристаллы времени» все эти годы были у вас на виду

В 2018 году команда физиков из Йельского университета доказала, что синтезом загадочных «кристаллов времени», открытых нобелевским лауреатом, может заниматься даже ребенок!

В 2012 году лауреат Нобелевской премии по физике Фрэнк Вильчек предположил существование нового типа кристалла. Хотя большинство кристаллов имеют структуру, повторяющуюся в двух или трех измерениях, Вильчек представил концепцию кристалла, структура которого воспроизводится четыре раза: три из них соответствуют измерениям пространства, а четвертое — измерению времени. Он назвал эту гипотетическую структуру «кристаллом времени», и лишь в 2018 году ученым удалось выяснить, как можно синтезировать их в лабораторных условиях.

Кристаллы времени

Опубликованные исследования показали, что пресловутые кристаллы времени существуют не только как продукт лабораторной деятельности ученых. Оказалось, что подобные структуры могут формироваться и в естественной среде, при этом сам процесс намного проще, чем представляли себе специалисты. Для человечества это большая удача: кристаллы Вильчека могут быть использованы в практических целях, к примеру для создания сверхточных атомных часов, гироскопов нового поколения и других устройств.

Кристаллы времени проявляют весьма странную активность под воздействием электромагнитных волн. В таком кристалле все молекулы вращаются в определенном направлении, и с каждым новым ЭМ-импульсом оно изменяется. Но даже в том случае, если импульсы носят бессистемный характер, направление вращения все равно изменяется с регулярными интервалами, благодаря чему кристаллы времени могут использоваться как мера отсчета временных интервалов, то есть как универсальные часы.

«Это может сделать даже ребенок»

Исследователи выяснили, как создать эти кристаллы в лаборатории с помощью довольно сложной методики, включающей в себя точечное воздействие лазеров на набор атомов иттербия. Однако новая работа физиков из Йельского университета доказала, что синтезировать кристаллы времени так просто, что этим буквально может заниматься ребенок. Они обнаружили, что временные кристаллы образуются внутри обычных кристаллов моноаммонийфосфата, который часто используется в наборах «юного химика» и прочих познавательных игрушках, благодаря которым можно вырастить красивый кристалл в домашних условиях. Теоретически, в каждой такой структуре могут скрываться кристаллы Вильчека. Шон Баррет, автор исследования, отмечает, что физикам это только на руку, поскольку чем дешевле и проще процесс — тем легче его изучать. Теперь им предстоит во всех деталях разобраться в механизме синтеза кристаллов времени и определить, как именно их можно использовать на благо технологического прогресса.