Кристалл времени заставили колебаться беспрецедентные 40 минут

Кристаллы времени — это странное состояние материи со свойствами, которые кажутся невозможными. Недавно немецкие ученые создали кристалл времени, который просуществовал в 10 миллионов раз дольше, чем в предыдущих экспериментах, сообщает Дортмундский университет. Научная статья вышла в Nature Physics.

Обычные кристаллы приобретают свою форму благодаря тому, что их атомы располагаются по шаблону, который повторяется в пространстве. Но поскольку пространство и время часто рассматриваются как два компонента одного и того же континуума, это означает ли, что существуют кристаллы со сдвинутой во времени структурой.

Распространенная аналогия: представьте себе, как желе отреагирует на постукивание ложкой. Обычно оно будет покачиваться несколько секунд, а затем остановится. Но если бы это желе было кристаллом времени, оно могло бы покачиваться после задержки, останавливаться, снова покачиваться, снова останавливаться и повторять процесс более или менее бесконечно, даже без какого-либо дальнейшего воздействия со стороны. Кристаллы времени на самом деле не нарушают никаких законов термодинамики, и количество энтропии в системе остается постоянным.

Кристаллы времени способны в корне изменить правила игры для квантовых компьютеров, а также могут помочь изучать такие вещи, как повторяющиеся закономерности или случайные числа — с последствиями в естественных науках и за их пределами. Несколько лет ученые спорили о том, возможно ли их существование, пока в 2017 году наконец не удалось создать кристаллы времени в лаборатории.

Но они все равно не отражали истинную суть теоретического кристалла времени, а лишь некоторые аспекты рассинхронизации его структуры. Настоящий кристалл был впервые продемонстрирован только в 2022 году, но он просуществовал всего несколько миллисекунд.

Недавно была создана структура, которая «работает» в 10 миллионов раз дольше. Кристалл сделали из арсенида индия-галлия. Затем его бомбардировали фотонами, пока спин ядер кристалла не стал поляризованным. Через некоторое время ядро самопроизвольно начало колебаться по предсказуемой схеме — эквивалентно тому, что должно происходить в кристалле времени. В экспериментах исследователи зафиксировали, что это продолжалось 40 минут, но утверждают, что эффект может длиться гораздо дольше.

Временные рамки цикла кристалла можно изменить, изменив условия эксперимента. Его также можно заставить «растаять», что в данном случае означает потерю структуры и хаотическое поведение частиц. Это может открыть новую область исследований.