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

04. 05. 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.
Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci pozorovali nový stav hmoty, který se ukrýval v supravodivém materiálu

04. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Tým fyziků v Ames Laboratory a na University of Alabama Birmingham objevil překvapivě dlouhotrvající stav hmoty, který nastává v materiálech v supravodivém stavu. Dosáhli jej pomocí extrémně rychlých pulsů laseru, které způsobily kolektivní chování částic uvnitř hmoty. Nový jev nastává vedle supravodivosti a oba tyto stavy vzájemně bojují o elektrony v materiálu. Studie věnující se tomuto výzkumu byla v prosinci publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Urychlovač LHC bude na dva roky odstaven, projde úpravami, které zvýší jeho výkon

07. 12. 2018 (novější než zobrazený článek)

Urychlovač LHC bude na dva roky odstaven, projde úpravami, které zvýší jeho výkonVelký hadronový urychlovač byl v prosinci odstaven a bude nyní dva roky procházet úpravami, které mají zvýšit jeho výkon. Jde o druhou plánovanou dlouhodobou odstávku, která přichází 3 roky po dokončení té první. S novými úpravami bude urychlovač pracovat nejen s větší energií, ale navíc bude ke srážkám subatomárních částic bude docházet častěji, což vědcům umožní sbírat větší množství informací o složení hmoty.

celý článek

Boseho-Einsteinův kondenzát byl poprvé vyrobený ve vesmíru

22. 10. 2018 (novější než zobrazený článek)

Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo poprvé ve vesmíru vyprodukovat unikátní skupenství hmoty známé jako Boseho-Einsteinův kondenzát. Jde o zvláštní skupenství hmoty, které vzniká při ochlazení atomů plynu na teploty blízké absolutní nule a jejich následném stlačení do velmi hustého kondenzátu. Experiment s označením Matter-Wave Interferometry in Microgravity (MAIUS-1) proběhl už začátkem roku 2017, v magazínu Nature nyní vyšly jeho závěry.

celý článek

Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlit

02. 10. 2018 (novější než zobrazený článek)

Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlitObservatoř ANITA umístěná v balónu nad jižním pólem Země detekovala za posledních 13 let dvakrát zvláštní událost, kterou si vědci zatím nedokáží vysvětlit. Jde o subatomární částici, která proletěla atmosférou, dopadla na povrch naší planety, proletěla jejím jádrem a vydala se zpět do atmosféry a do vesmíru. Při svojí cestě Zemí vygenerovala velmi slabé pulzy rádiových vln, které zachytila observatoř více než 30 kilometrů nad povrchem Antarktidy.

celý článek

V urychlovači LHC byla potvrzena existence dvou nových částic a objeveny náznaky třetí

29. 09. 2018 (novější než zobrazený článek)

V urychlovači LHC byla potvrzena existence dvou nových částic a objeveny náznaky třetíDetektor LHCb na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) detekoval dvě doposud neviděné částice a náznaky existence třetí. Tyto subatomární částice byly už dříve teoreticky předpovězeny v tzv. kvarkovém modelu. Jedná se o baryony - druh částic, ke kterému patří také protony, z jejichž srážek vznikly. Vědci si od podrobnějšího studia těchto částic slibují odhalení mechanismu, který drží pohromadě kvarky - jedny ze základních stavebních kamenů hmoty.

celý článek

Výzkumníkům v CERNu se podařilo dosáhnout prvního urychlení elektronů v plazmové vlně

03. 09. 2018 (novější než zobrazený článek)

Kolaboraci vědců AWAKE se podařilo poprvé urychlit elektrony s pomocí vlnového pole generovaného protony procházejícími plazmatem. Jde o první výsledky zcela nového přístupu k urychlování částic ve vědeckých experimentech. Tento přístup by mohl v budoucnu nahradit dosavadní postupy aplikované v dnešních nejsilnějších urychlovačích. Výsledky experimentu byly publikovány v srpnovém čísle magazínu Nature.

celý článek

Po šesti letech od objevu higgsova bosonu vědci pozorovali jeho teoreticky nejčastější rozpad

29. 08. 2018 (novější než zobrazený článek)

Po šesti letech od objevu higgsova bosonu vědci pozorovali jeho teoreticky nejčastější rozpadVe velkém hadronovém urychlovači (LHC) se vědci věnují studiu fundamentálních částic, které tvoří běžnou hmotu kolem nás, tedy atomy, protony, kvarky a další. Jednou z takových částic je také higgsův boson, jehož existenci se v roce 2012 podařilo právě v LHC potvrdit. Jde o částici, která dává hmotě hmotnost a šlo o jednu z posledních důležitých částic hmoty předpovězených standardním modelem fyziky. Nyní se vědcům podařilo pozorovat rozpad higgsova bosonu na spodní kvarky, podle předpovědí standardního modelu by mělo jít o nejčastější výsledek jeho rozpadu. Od objevení higgsova bosonu před šesti lety však tento rozpad zatím nepozorovali.

celý článek