Представьте часы, которые будут показывать время даже после тепловой смерти Вселенной. Это устройство — пространственно-временной кристалл (четырехмерный кристалл), имеющий периодические структуры во времени и в пространстве, с недавнего времени обещает стать реальностью.
До сих пор пространственно-временной кристалл существовал только как теоретическое понятие, без серьезных представлений о том, как его построить. Теперь международная группа ученых во главе с исследователями из Министерства энергетики США и Национальной лаборатории Лоренса Беркли предложила экспериментальный дизайн кристалла. Модель основана на электромагнитной ионной ловушке и кулоновском взаимодействии частиц.
Электрическое поле ионной ловушки удерживает частицы на месте, кулоновское отталкивание приводит их к самопроизвольному образованию в пространстве кольца кристалла. Если подвергнуть его воздействию слабого магнитного поля, кристалл начинает вращение в пространстве, и никогда не остановится.
Постоянное вращение захваченных полем ионов вводит в систему временной порядок — то есть она начинает повторяться не только в пространстве, но и через определенные интервалы времени. При более низких квантово-энергетических состояниях это позволяет сформировать пространственно-временной кристалл. Его временной порядок движения будет сохраняться даже тогда, когда вся Вселенная достигнет термодинамического равновесия, "тепловой смерти".
Тонкан Ли, ведущий автор статьи PRL и научный сотрудник в исследовательской группе доктора Чжана сказал: "Большой прогресс был достигнут за последние несколько десятилетий в изучении увлекательной физики низкоразмерных кристаллических материалов, таких как двумерный графен, одномерные нанотрубки, и нуль-мерные фуллерены. Идея создания кристалла с размерностями выше, чем в обычных 3D-кристаллах, является важным концептуальным прорывом в физике. Нам было очень интересует прежде разработать способ реализации пространственно-временного кристалла".
Комментарии: