Časové krystaly existují ve čtyřech dimenzích. Vědci je poprvé objevili mezi běžnými krystaly

4. 5. 2018
Částicová fyzika Kvantová fyzika

Fyzikům z Yale University se podařilo vyrobit časové krystaly - specifickou formu hmoty, která se kromě prostorových dimenzí definuje také v dimenzi časové. Na rozdíl od běžných krystalů, jejichž atomární struktura se periodicky opakuje v prostoru a v čase je neměnná, se u časových krystalů opakuje také v čase. Jde o teprve druhý experiment, který pozoroval oddělené časové krystaly (Discrete Time Crystals - DTC) v pevném skupenství. Výsledky výzkumu byly publikovány ve dvojici vědeckých studií v magazínech Physical Review Letters a Physical Review B.



Běžné krystaly (například krystaly soli nebo qartzové krystaly) jsou příkladem třídimenzionálních, uspořádaných krystalů, jejichž atomy jsou sestaveny do pravidelné mřížky. Časové krystaly, poprvé popsané teprve v roce 2012 a pozorované o pět let později, jsou odlišné - jejich atomy mají periodický spin v jednom a následně druhém směru. Jsou tedy proměnlivé v čase a dostávají tak kromě tří prostorových dimenzí i čtvrtou časovou.

Krystaly vytvořené týmem vedeným Jaredem Rovnym a Seanem Barrettem se skládají z monoamonia fosfátu (monoammonium phosphate, MAP). Tyto krystaly lze vyrobit tak jednoduše, že jsou často součástí chemických experimentů pro studenty. Vědci ani nepředpokládali, že je v této sloučenině naleznou, protože očekávali, že se časové krystaly budou formovat spíše v krystalech s větší mírou neuspořádání. 

Podle vědců by časové krystaly mohly vést k vylepšení atomických hodin, gyroskopů, magnetometrů, nebo třeba kvantových technologií.


Historie výzkumu časových krystalů

2012 Frank Wilczek z MIT poprvé navrhuje existenci časových krystalů. 2014 Krzysztof Sacha z Jagiellonian University v Krakowě předpověděl chování oddělených časových krystalů (DTC). 2016 Norman Yao (Berkeley University) přišel s postupem na výrobu časových krystalů a úzce spolupracoval s vědci na univerzitách v Harvardu a Marylandu. 2017 Christopher Monroe (University of Maryland) vytvořil první časové krystaly na světě pomocí iontů Yterbia Mikhail Lukin (Harvard University) vytvořil časové krystaly se zcela jiným přístupem: vyrobili je v diamantu s vysokou koncentrací dusíkovovo-vacancy center.
Více informací k tématu
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Nové měření zpřesnilo velikost protonu, je o něco menší než se dříve myslelo

9. 11. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Thomas Jefferson National Accelerator Facility se podařilo změřit velikost protonu, jednoho ze základních stavebních kamenů atomů. Podle jejich měření má proton poloměr 0,831 fm, což je o něco méně než předchozí nejpřesnější hodnota 0,88 fm. Výsledky výzkumu prováděného metodou elektronového rozptylu byly publikovány v magazínu Nature.

celý článek

Rekord ve zrychlení elektronů v urychlovači částic: z nuly na 7,8 GeV

29. 10. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Lawrence Berkeley National Laboratory v USA se podařilo zlomit dosavadní rekord v urychlení subatomárních částic. Na pouhých 20 centimetrech zvýšili energii proudu elektronů z 0 na 7,8 GeV, čímž překonali svůj vlastní rekord z roku 2014 téměř dvojnásobně. Předchozí rekord byl 4,2 GeV na devíti centimetrech.

celý článek

Vědci spojili světlo a hmotu, aby vytvořili částice s novými vlastnostmi

5. 7. 2019 (novější než zobrazený článek)

Každý druh atomu má unikátní vlastnosti, mezi ně patří i to, že absorbuje nebo emituje světlo pouze určitých energií, které odpovídají možným orbitalům jeho elektronů (největší pravděpodobnost výskytu elektronu kolem jádra atomu). To umožňuje vědcům identifikaci takových atomů, protože toto chování je stejné ve vzdáleném vesmíru i na Zemi. Vědci z University of Chicago nyní vytvořili nové hybridní částice, které vykazují nové typy chování.

celý článek

Nejenergetičtější zaznamenané fotony pocházejí z Krabí mlhoviny

29. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Nejenergetičtější zaznamenané fotony pocházejí z Krabí mlhovinyTýmu vědců pracujícím s observatoří Tibet Air Shower Gamma Collaboration (TASGC) se podařilo detekovat zatím nejenergetičtější fotony v historii. Pochází z Krabí mlhoviny, což je pozůstatek exploze supernovy ve vzdálenosti asi 6 500 světelných let. Výsledky jejich výzkumu byly publikovány v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Nově objevené subatomární částice pentakvarky mají strukturu podobnou molekulám

9. 6. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci v roce 2015 potvrdili pozorování do té doby pouze teoretického pentakvarku v urychlovači částic LHC. Od té doby se jim podařilo nasbírat prostřednictvím přístroje LHCb instalovaného na urychlovači LHC nové informace o jeho složení. Jejich výzkum ukazuje, že pentakvark se ve skutečnosti skládá z tříkvarkového baryonu a dvoukvarkového mezonu. Jde o první známou situaci, kdy se baryony a mezony spojují do jedné částice.

celý článek

Vědci vytvořili nejsilnější možnou zvukovou vlnu ve vodě

22. 5. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědci z americké National Accelerator Laboratory vytvořili pod vodní hladinou pomocí rentgenového laseru extrémně hlasitý zvuk 270 decibelů. Teoreticky už nelze v tomto prostředí dosáhnout vyšších hodnot, protože voda se pod extrémním tlakem, který u takového vlnění vzniká, rozpadá. Výsledky tohoto výzkumu byly publikovány v magazínu Physical Review Fluids.

celý článek

Částice antihmoty jsou podobně jako hmota zároveň částice i vlnění

10. 5. 2019 (novější než zobrazený článek)

Hmota i například světlo jsou zároveň pevné částice a také vlnění, zda je tomu tak i u jednotlivých částic antihmoty však doposud nebylo zřejmé. Nyní vědci z Itálie a Švýcarska prokázali tuto dualitu i u částic antihmoty, konkrétně pozitronů, což jsou antihmotové ekvivalenty elektronů. U skupiny pozitronů se to již podařilo prokázat dříve, nově teď vědci experimentálně dokázali stejně chování i u samostatných částic.

celý článek