Oamenii de știință creează în primul rând cristale de timp vizibile folosind lumină-și ar putea să apară într-o zi pe facturi de 100 de dolari

Oamenii de știință au dezvoltat primul cristale de timp care sunt vizibile pentru ochiul uman și ar putea într-o zi să-și croiască drum pe facturi de 100 de dolari.

Cristalele de timp apar din kink -urile care apar atunci când lumina este strălucită pe cristale lichide – la fel ca cele găsite în ecranele LCD.

Spre deosebire de cristalele de timp anterioare, aceste „dungi de tigru psihedelic” sunt vizibile, cercetătorii spus într -o declarație. Acest lucru le oferă oamenilor de știință o fereastră nouă pentru a sonda acest bizar faza materiei și are, de asemenea, o serie de aplicații practice, de la telecomunicații la modele anti-contorizare și stocare de date. Cercetătorii și -au publicat concluziile pe 4 septembrie în Jurnal Materiale de natură.

„Pot fi observate direct la microscop și chiar, în condiții speciale, de ochiul liber”, autorul principal al studiului Hanqing Zhaoa declarat un student absolvent la Departamentul de Fizică de la Universitatea din Colorado Boulder, a declarat în declarație.

Prima dată propusă în 2012 de către Premiul Nobel-Fizicianul câștigător Frank Wilczekcristalele de timp sunt grupuri de particule care se repetă în timp, la fel ca și alte cristale care se repetă în spațiu. Acest comportament este interesant pentru fizicieni – legile fizice sunt în întregime simetrice în spațiu și mai ales în timp, ceea ce duce la rezultate care sunt aceleași, indiferent de direcția lor, fie în spațiu, fie în timp.

Dar cristalele rup această simetrie, aranjându -se într -o direcție spațială preferată. Aceasta înseamnă că, în ciuda legilor fizice care își păstrează simetria de bază, aceste legi creează rezultate diferite pentru cristale, în funcție de direcția în care acționează asupra lor.

Înrudite: Oamenii de știință dezvăluie un nou tip de „cristal de timp” care sfidează înțelegerea noastră tradițională a timpului și a mișcării

Și în același mod în care cristalele rup simetria în spațiu, cristalele de timp le rup în timp. Ele există în cea mai mică energie posibilă permisă de Mecanica cuanticăși oscilează între două state fără a încetini.

Aceste proprietăți remarcabile au dus la pretenții că cristalele de timp sunt mașini de mișcare perpetuă care încalcă A doua lege a termodinamiciidar Nu este cazul. Cristalele, care sunt conduse de fotoni, sau particule ușoare, nu pot pierde sau câștiga energie; Toată lumina care le lovește este să le facă să-și repete amestecul cu două state.

De la propunerea lui Wilczek, fizicienii au creat și a studiat cristale de timp în interiorul diamantelor, Calculatoare cuantice şi atomii de rubidiu excitați de sute de ori dimensiunea lor tipică. Cu toate acestea, aceste cristale nu pot fi văzute direct și sunt studiate în schimb prin fluctuațiile luminii laser.

Pentru a-și proiecta cristalele de timp vizibile, cercetătorii din spatele noului studiu cristale lichide sandwich-molecule în formă de tijă care se comportă atât ca solide, cât și lichide-între două bucăți de sticlă acoperite cu coloranți. Dacă sunt stoarse împreună într -un mod corect, aceste molecule formează kink -uri care se pot deplasa și chiar se comportă ca atomii.

„Aveți aceste răsuciri și nu le puteți elimina cu ușurință”, co-autor de studiu Ivan Smalyukha declarat în declarație un profesor de fizică la Universitatea din Colorado Boulder. „Se comportă ca particule și începe să interacționeze între ei. “

Prin strălucirea luminii pe bucățile de sticlă, oamenii de știință au determinat moleculele de colorant care le acoperă să se schimbe ca răspuns și să strângă cristalele lichide la rândul lor, formând mii de noi kink -uri care au dansat în soluție în interacțiunile care se repetă în mod regulat în timp. Chiar și atunci când cercetătorii au ridicat sau au scăzut temperatura, mișcările kink -urilor au rămas neschimbate.

„Totul se naște din nimic”, a spus Smalyukh. „Tot ce faci este să strălucească o lumină și apare întreaga lume a cristalelor de timp”.

Dincolo de progresele fizicii fundamentale, cercetătorii spun că noul lor sistem ar putea fi dezvoltat într -o zi în „filigranele de timp” ale căror tipare distincte vor face ca facturile de denumire mai mari să fie mai greu de contrafăcut. Stivuirea cristalelor ar putea crea, de asemenea, modele și mai complicate, care ar putea stoca cantități mari de date.

“Nu vrem să punem o limită pe aplicații chiar acum”, a spus Smalyukh. “Cred că există oportunități de a împinge această tehnologie în tot felul de direcții.”

Ben Turner este un scriitor și redactor din Marea Britanie la Live Science. El acoperă fizica și astronomia, tehnologia și schimbările climatice. A absolvit University College London cu o diplomă în fizica particulelor înainte de a se antrena ca jurnalist. Când nu scrie, lui Ben îi place să citească literatura, cântă la chitară și se jenează cu șah.