Měření nově připraveného časového krystalu: Každý bod odpovídá experimentálně stanovené hodnotě, což vede k různým pohledům na periodickou dynamiku polarizace jaderného spinu časového krystalu. Kredit: Alex Greilich/TU Dortmund University

Nový časový krystal vydrží velmi dlouho

Týmu z Univerzity TU Dortmund se podařilo vyrobit vysoce odolný časový krystal, který si své chování zachovává milionkrát déle, než bylo možné prokázat v předchozích experimentech. Znovu se tak potvrdil zajímavý jev, který navrhl nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 2012 Frank Wilczek. Podle něj podobně jako existují běžné krystaly „prostorové“, tak by (pokládáme-li čas za ekvivalentní s prostorovými dimenzemi) měly existovat i objekty podobně periodické vzhledem k času.
Konkrétně by to znamenalo, že jedna z jejich fyzikálních vlastností systému se začne spontánně a periodicky měnit v čase, přestože v systému nedochází k odpovídajícím periodickým interferencím (vlna na hladině není časový krystal, např.).
Od roku 2017 se vědcům skutečně několikrát podařilo potenciální časový krystal připravit, nicméně s určitými omezeními. Krystal, který se chová periodicky v čase, ačkoli excitace je časově nezávislá (konstantní), byl demonstrován až v roce 2022 v Boseho-Einsteinově kondenzátu. Krystal však přetrvával jen několik milisekund. Dortmundští fyzikové pod vedením Alexe Greilicha nyní navrhli speciální krystal z arsenidu india a galia, v němž příslušnou vlastnost zajišťují jaderné spiny.
Krystal je nepřetržitě osvětlován tak, že se v něm interakcí s elektronovými spiny vytváří polarizace jaderných spinů. A právě tato jaderná spinová polarizace pak spontánně generuje oscilace, které „jsou“ časovým krystalem.
Podle současného stavu experimentů je životnost krystalu nejméně 40 minut, tedy asi 10milionkrát více než v předchozích případech – a potenciálně by mohl být stabilní i mnohem déle.
Systematickou změnou experimentálních podmínek lze navíc měnit dobu trvání krystalu v širokém rozsahu a dostat se také ke stavům, kde se krystal „rozpouští“, tj. ztrácí svou periodicitu. Tyto situace jsou rovněž zajímavé, protože se v nich pak projevuje chaotické chování, přičemž i to se může udržet po dlouhou dobu.

A. Greilich et al, Robust continuous time crystal in an electron–nuclear spin system, Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02351-6
Zdroj: TU Dortmund University / Phys.org, přeloženo / zkráceno

Okna budoucnosti mohou mít více než dva režimy

Výzkumníci demonstrovali materiál pro dynamická okna příští generace, která by lidem umožnila přepínat okna mezi …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close