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

Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Путин и золото: как британский миллионер судился из-за «русского следа» в Brexit Путин и золото: как британский миллионер судился из-за «русского следа» в Brexit

Как Аррон Бэнкс сколотил состояние, увлекся политикой и потратился на Brexit

Forbes
Три корзины с недоношенными младенцами. Как начиналась неонатальная терапия Три корзины с недоношенными младенцами. Как начиналась неонатальная терапия

История инкубаторов для младенцев

ТехИнсайдер
Опасна ли жара для животных и как защитить собаку или кота от высокой температуры? Опасна ли жара для животных и как защитить собаку или кота от высокой температуры?

Как распознать тепловой удар у питомца и как его предотвратить?

Maxim
Автопутешествие: как подготовить машину, что взять, как сэкономить Автопутешествие: как подготовить машину, что взять, как сэкономить

Как подготовить машину к дальней дороге, можно ли сэкономить в такой поездке

РБК
Как живет сегодня девочка из скандального клипа певицы Sia, которую считали жертвой из-за полуголых танцев Шайи Лабефа Как живет сегодня девочка из скандального клипа певицы Sia, которую считали жертвой из-за полуголых танцев Шайи Лабефа

Как Мэдди Зиглер оценивает свой опыт съемок для видео Elastic Heart

VOICE
Считавшегося вымершим рака из американской пещеры переоткрыли спустя 30 лет Считавшегося вымершим рака из американской пещеры переоткрыли спустя 30 лет

Американские зоологи переоткрыли рака Orconectes sheltae

N+1
Флора Флора

Директор Эрмитажа Михаил Пиотровский — о проекте «Флора» в стенах музея

Собака.ru
Как собаки воспринимают речь хозяев на самом деле Как собаки воспринимают речь хозяев на самом деле

Как собаки реагируют на тембр голоса своих хозяев?

ТехИнсайдер
Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле

Как британская королева сохранила статус живой легенды?

Forbes
Взаимовыручка или корыстный расчет? Ученые поняли, зачем животные помогают друг другу Взаимовыручка или корыстный расчет? Ученые поняли, зачем животные помогают друг другу

Ихтиологи описали альтруистичное поведение африканских рыб

Вокруг света
Репродуктивный психоз: сериал «Женщина в состоянии развода» о материнстве и обсессии Репродуктивный психоз: сериал «Женщина в состоянии развода» о материнстве и обсессии

Сериал: стоматолог Вера пытается наполнить любовью внезапно опустевшую жизнь

Forbes
Алексей Баталов говорил слово «люблю» только одному человеку Алексей Баталов говорил слово «люблю» только одному человеку

За девять лет нашей дружбы Алексей Владимирович дал мне порядка десяти интервью

Караван историй
Этикетка для виртуальной реальности: кому в метавселенной жить хорошо Этикетка для виртуальной реальности: кому в метавселенной жить хорошо

В метавселенной хорошо живется тем, кто этот факт осознает и делает выводы

Forbes
5 редких и до смешного простых образов Джейн Биркин, которые мы повторим этим летом 5 редких и до смешного простых образов Джейн Биркин, которые мы повторим этим летом

Джейн Биркин в ближайшие десятилетия не потеряет свой титул модной иконы

VOICE
Движение вверх Движение вверх

Мастопексия — «интеллигентная» операция по подтяжке груди

Собака.ru
Ваби-саби: 3 упражнения, чтобы видеть красоту в простых вещах Ваби-саби: 3 упражнения, чтобы видеть красоту в простых вещах

В восточной культуре мы находим источник радости, духовных сил и вдохновения

Psychologies
«Живите долго!»: простые советы долгожителей «Живите долго!»: простые советы долгожителей

Как встать на путь к долголетию?

Psychologies
Дмитрий Лысенков Дмитрий Лысенков

Актер Дмитрий Лысенков теперь и в кино «отдувается за всю интеллигенцию»

Собака.ru
Зеленые модники. 7 стильных растений для дома Зеленые модники. 7 стильных растений для дома

Какие растения сейчас на пике популярности?

Лиза
Физики увидели поперечную природу бозонного пика в аморфных телах Физики увидели поперечную природу бозонного пика в аморфных телах

Физики смоделировали поведение двумерных двухкомпонентных аморфных тел

N+1
Плати смартфоном легко! Плати смартфоном легко!

Как работает система быстрых платежей?

VOICE
10 знаменитых локаций, где испытывали атомное оружие 10 знаменитых локаций, где испытывали атомное оружие

Места, где атомные бомбы взрывали особенно активно

ТехИнсайдер
Счастливые молодожены: опубликованы первые свадебные фото Бритни Спирс и Сэма Асгари Счастливые молодожены: опубликованы первые свадебные фото Бритни Спирс и Сэма Асгари

Сэм Асгари и Бритни Спирс стали мужем и женой

VOICE
Как победить храп соседа по купе и другие секреты выживания в поезде Как победить храп соседа по купе и другие секреты выживания в поезде

Как сделать путешествие на поезде идиллическим?

Maxim
У клещей, живущих на лице человека, обнаружили анусы — и это далеко не все поразительные открытия У клещей, живущих на лице человека, обнаружили анусы — и это далеко не все поразительные открытия

Ученые разгадали генетические секреты самых тесных соседей человечества

ТехИнсайдер
10 курьезных кинобаек 10 курьезных кинобаек

Вообще никто в реальности точно не знает, что делает кино интересным

Maxim
Как устроены катапульты истребителей V поколения и в чем их предназначение Как устроены катапульты истребителей V поколения и в чем их предназначение

Системы жизнеобеспечения и спасения пилота — важный элемент конструкции самолета

ТехИнсайдер
5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже 5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже

Методы лечения похмелья, которые на самом деле не работают

Maxim
Сохранить до весны Сохранить до весны

Как производители овощей решают проблемы с поставками оборудования для хранилищ

Агроинвестор
Открыть в приложении