Созданный кристалл нарушает симметрию относительно трансляций во времени

N+1Наука

Физики создали непрерывный временной кристалл

Марат Хамадеев

Phatthamon Kongkhambut et al. / Science, 2022

Немецкие и филиппинские физики сообщили о создании первого кристалла в непрерывном времени. В его основе лежит бозе-конденсат, накачиваемый равномерно усиливающимся лазерным светом в резонаторе. Ученые убедились, что их кристалл не только спонтанно нарушает симметрию относительно трансляций во времени, но и устойчив к шумам накачки. Исследование опубликовано в Science.

Если охлаждать дистиллированную воду до температур ниже нуля, но есть шанс, что она не замерзнет, а превратится в переохлажденную жидкость. Такая фаза жидкости относится к метастабильным, то есть условно устойчивым. В частности, ударная волна способна запустить в переохлажденной воде волну кристаллизации.

Так происходит из-за того, что метастабильное — это не самое энергетически выгодное состояние жидкости. Вместе с тем оно более симметрично, нежели кристаллическое. Действительно, в аморфном виде среда (точнее, законы, описывающие ее свойства) сохраняет инвариантность относительно поворотов на любой угол и трансляций на любые смещения. Кристаллы же переходят сами в себя только при смещении в пространстве на дискретное количество шагов, определяемых периодом решетки. Поскольку все выделенные направления равнозначны в переохлажденной жидкости без примесей, которые могли бы служить зародышами кристаллизации, никакое из них не служит притяжением для формирования решетки и среда балансирует в метастабильном состоянии. В таких условиях превращение в кристалл носит случайный характер и потому представляет собой ярчайший пример спонтанного нарушения симметрии.

В 2012 году Франк Вильчек описал гипотетические структуры, названные кристаллами времени, которые аналогичным образом кристаллизуются не в пространстве, а во времени. Их можно представить себе как систему, чье наинизшее энергетическое состояние обладает колебательной динамикой бесконечно долго. Важное свойство кристаллов времени — это то, что эти колебания вызванный устройством самой системы, а не внешним воздействием.

Временные кристаллы в том виде, как их представлял себе Вильчек, несовместны с законами термодинамики. Вместо этого физики расширили это понятие на системы, которые обладают нетипичным откликом на внешнее периодическое воздействие. Например, если мы будем периодически подталкивать механический маятник, его колебания будут происходить с той же частотой, даже если она отлична от собственной частоты маятника.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Вращая «колесо смерти»: секрет нашего самого грозного врага среди болезней Вращая «колесо смерти»: секрет нашего самого грозного врага среди болезней

«Колесо смерти», собрание из десяти определяющих характеристик болезни

Вокруг света
Физики увидели атомные куперовские пары Физики увидели атомные куперовские пары

Применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу

N+1
Африканские автомобили, о которых вы скорее всего не слышали Африканские автомобили, о которых вы скорее всего не слышали

Мало кто знает, что в Африке тоже есть автомобилестроение

ТехИнсайдер
Нырнуть в Баренцево море и поймать волну в Финском заливе: 5 направлений для экстремального водного туризма в России Нырнуть в Баренцево море и поймать волну в Финском заливе: 5 направлений для экстремального водного туризма в России

Экстремальный водный туризм России: рассказывают профессионалы

Вокруг света
Екатерина и Елена Поповы Екатерина и Елена Поповы

Сестры-бизнецы Поповы вручную создают киберкукол

Собака.ru
Один выпал с 9 этажа и прожил 25 лет, а другой протянул почти полвека: 10 котов-долгожителей Один выпал с 9 этажа и прожил 25 лет, а другой протянул почти полвека: 10 котов-долгожителей

Давайте вместе позавидуем котам долгожителям и возьмем с них пример

ТехИнсайдер
Археолог-любитель нашел второй фрагмент редкого меча эпохи викингов Археолог-любитель нашел второй фрагмент редкого меча эпохи викингов

Археолог-любитель обнаружил фрагмент меча эпохи викингов

N+1
Найден способ заставить комаров не взрослеть. Зачем это нужно ученым? Найден способ заставить комаров не взрослеть. Зачем это нужно ученым?

Ученые научились оставлять комаров «вечными детьми»

Вокруг света
«Она позвала меня к себе»: Анна Седокова призналась, что ей подарила Дженнифер Лопес «Она позвала меня к себе»: Анна Седокова призналась, что ей подарила Дженнифер Лопес

Анна Седокова рассказала о личном знакомстве с голливудской иконой

VOICE
24-летняя индианка женится на самой себе: зачем люди «узаконивают» одиночество? 24-летняя индианка женится на самой себе: зачем люди «узаконивают» одиночество?

В вашей жизни у вас главная роль

Psychologies
Женщины, которые сняли сериал Женщины, которые сняли сериал

«Пронзительно громко» — сериал, предлагающий новую форму диалога о феминизме

ЖАРА Magazine
Противоядие против старения: как работает рапамицин Противоядие против старения: как работает рапамицин

Потрясающий рассказ о настоящей науке и старении

Вокруг света
5 ошибок воспитания, которые ломают судьбу детям, - исправь их, пока не поздно! 5 ошибок воспитания, которые ломают судьбу детям, - исправь их, пока не поздно!

Какое поведение родителей может негативно отразиться на будущем детей?

VOICE
Спасти Рембрандта за € 3 млн: как восстанавливают картины после нападения вандалов Спасти Рембрандта за € 3 млн: как восстанавливают картины после нападения вандалов

Вспоминаем случаи музейного вандализма

Forbes
Самые преданные породы кошек: они будут обожать вас Самые преданные породы кошек: они будут обожать вас

Генетика может накладывать отпечаток на поведение питомца

ТехИнсайдер
Оба нано: история двух создателей батарей для электрокаров — с началом в одно время и очень разными концами Оба нано: история двух создателей батарей для электрокаров — с началом в одно время и очень разными концами

Два проекта запустились в один год, в одной и той же сфере — кто будет успешнее

VC.RU
Ольга Еремина: Есть ли жизнь после санкций? Ольга Еремина: Есть ли жизнь после санкций?

Кейсы стран, сумевших перестроиться вопреки ограничениям и запретам

РБК
Не всегда полезны для здоровья: 7 самых травмоопасных видов спорта Не всегда полезны для здоровья: 7 самых травмоопасных видов спорта

Выбирая вид спорта по душе, стоит помнить о возможных рисках

Вокруг света
Дочкино кино Дочкино кино

Зинаида Пронченко о Джейн Биркин в фильме Шарлотты Генсбур

Weekend
Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе

3июня 1924 года в санатории под Веной умер Франц Кафка

Правила жизни
Восстания Разина и Пугачева: какими были истинные причины Крестьянских войн и кто за ними стоял Восстания Разина и Пугачева: какими были истинные причины Крестьянских войн и кто за ними стоял

Если Стенька Разин был казаком и разбойником, то Пугачев был преступником

ТехИнсайдер
Крепостное право в России: когда крестьянин мог надеяться на вольную жизнь и мог ли вообще Крепостное право в России: когда крестьянин мог надеяться на вольную жизнь и мог ли вообще

Не надо путать крепостного с рабом. Раб себя выкупить не мог

ТехИнсайдер
Как распознать мошенников в стоматологии Как распознать мошенников в стоматологии

Возможно, в клинике, к которой ты присматриваешься, не стоит лечить зубы

Лиза
Тест-драйв бомбардировщика «Стелс»: достойный наследник легенды Тест-драйв бомбардировщика «Стелс»: достойный наследник легенды

Каково это управлять бомбардировщиком B-2?

ТехИнсайдер
Как стать везунчиком: психологи назвали 10 способов приманить к себе удачу Как стать везунчиком: психологи назвали 10 способов приманить к себе удачу

На самом деле везучесть — это своего рода скилл, который тоже можно «прокачать»

Psychologies
Это не любовь, а созависимость: как распознать нездоровые отношения и выбраться Это не любовь, а созависимость: как распознать нездоровые отношения и выбраться

Как справиться с созависимыми отношениями?

VOICE
Археологи нашли в Паленке отрубленную каменную голову молодого бога кукурузы Археологи нашли в Паленке отрубленную каменную голову молодого бога кукурузы

Археологи обнаружили свидетельство ритуала, совершенного около 1300 лет назад

N+1
Собирательный образ Собирательный образ

Как разделять со своим сообществом ответственность?

Seasons of life
«Поговорите открыто о своих чувствах на работе» «Поговорите открыто о своих чувствах на работе»

Александр Барсуков — о десяти способах защитить сотрудников от выгорания

РБК
Безопасность или свобода? Безопасность или свобода?

Лето даёт ребёнку шансы обзавестись опытом, но не всегда всё проходит гладко

Здоровье
Открыть в приложении