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

10 неожиданных фактов о современной космонавтике 10 неожиданных фактов о современной космонавтике

Интересные и неожиданные факты о современной космонавтике

ТехИнсайдер
Материал из корней конняку захватил 13 литров воды из атмосферы Материал из корней конняку захватил 13 литров воды из атмосферы

Материаловеды разработали эффективный сорбент для захвата воды из атмосферы

N+1
Хюррем не красавица, Сулейман - не секс-символ: развенчиваем мифы из сериала Хюррем не красавица, Сулейман - не секс-символ: развенчиваем мифы из сериала

В сериале "Великолепный век" немало вымысла!

VOICE
Собор, мечеть, музей: полторы тысячи лет истории Святой Софии Константинопольской в занимательных фактах Собор, мечеть, музей: полторы тысячи лет истории Святой Софии Константинопольской в занимательных фактах

Собор Святой Софии поражает воображение своими размерами

Вокруг света
Отрывок из бестселлера The New York Times «Последнее, что он сказал мне» Лоры Дейв Отрывок из бестселлера The New York Times «Последнее, что он сказал мне» Лоры Дейв

Фрагмент из «Последнее, что он сказал мне» — истории, которая вас шокирует

СНОБ
Забытая резиденция: история усадьбы Царицыно от «проклятого» дворца до чеховских дач Забытая резиденция: история усадьбы Царицыно от «проклятого» дворца до чеховских дач

Екатерина выкупила эти земли за 25 тыс. рублей. Так началась история Царицына

Вокруг света
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
Фиолетовая морковь и персик-вишня: как выглядели привычные нам фрукты и овощи в прошлом Фиолетовая морковь и персик-вишня: как выглядели привычные нам фрукты и овощи в прошлом

Как дикие сорта овощей и фруктов отличались от сегодняшних культурных плодов?

ТехИнсайдер
Слайд-шоу Слайд-шоу

Объединенный исследовательский центр, машина для доставки и спортивный катер

ТехИнсайдер
«Дело Финляндии — наше дело» «Дело Финляндии — наше дело»

В 1939–1940 годах театром военных действий снова стала Финляндия

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

Как встать на путь к долголетию?

Psychologies
Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания

Вместе с дерматологом и косметологом рассказываем, что нужно знать о микротоках

РБК
«АвтоВАЗ» начал выпускать антикризисные Lada Granta: что известно об их комплектации «АвтоВАЗ» начал выпускать антикризисные Lada Granta: что известно об их комплектации

До конца июня «АвтоВАЗ» хочет выпустить семь тысяч обновленных Lada Granta

Maxim
Безобидные монстры: 3 портрета насекомых, которых мы боимся напрасно Безобидные монстры: 3 портрета насекомых, которых мы боимся напрасно

Взгляните этим насекомым, а заодно и вашим страхам, прямо в глаза!

Вокруг света
Сердце без насечек: история женщины с патологическим чувством одиночества Сердце без насечек: история женщины с патологическим чувством одиночества

Отрывок из книги «Группа» — о том, как групповая терапия может спасти жизнь

Forbes
Две любви Иннокентия Смоктуновского Две любви Иннокентия Смоктуновского

Уникальные воспоминания об Иннокентии Смоктуновском

Коллекция. Караван историй
Что не смогла предсказать Ванга: история любви ясновидящей Что не смогла предсказать Ванга: история любви ясновидящей

В жизни Ванги было трое мужчин, но отношения с ними не сделали ее счастливой

VOICE
Как открыть музей своей семьи в провинции Как открыть музей своей семьи в провинции

Москвичка открыла в Кинешме Ивановской области музей своих предков

СНОБ
Изотопы азота указали на высокое положение мегалодона в цепи питания Изотопы азота указали на высокое положение мегалодона в цепи питания

Трофический уровень мегалодона был выше, чем у любых других акул

N+1
Вели за собой армии: как жили женщины-самураи Вели за собой армии: как жили женщины-самураи

История японских женщин-воинов — онна-бугэйся

Вокруг света
Су-25: чем прославился легендарный советский штурмовик Су-25: чем прославился легендарный советский штурмовик

Советский штурмовик Су-25: легенда в небесах

ТехИнсайдер
Найти фриланс в IT за три месяца Найти фриланс в IT за три месяца

Как зарабатывать больше денег в кризис

СНОБ
В четырех стенах: российские ученые проследили связь между изоляцией и ростом иммунитета В четырех стенах: российские ученые проследили связь между изоляцией и ростом иммунитета

Организмы испытуемых ответили на стресс и снижение физической активности

Вокруг света
«Тут была заброшенная мусорка»: как актриса Ирина Чеснокова открыла бар в Турции «Тут была заброшенная мусорка»: как актриса Ирина Чеснокова открыла бар в Турции

Ирина Чеснокова — о том, как русский бар встречают за границей

Forbes
Английские бульдоги столкнулись с болезнями в два раза чаще остальных собак Английские бульдоги столкнулись с болезнями в два раза чаще остальных собак

Внешность английских бульдогов повышает риск болезней кожи и дыхательных путей

N+1
Как сериал «В ритме жизни» рассказывает о вечной борьбе женщины со своим телом Как сериал «В ритме жизни» рассказывает о вечной борьбе женщины со своим телом

Сериал «В ритме жизни» — о самых драматичных отношениях в жизни каждой женщины

Forbes
Как найти смысл жизни при любых обстоятельствах: примеры из практики Виктора Франкла Как найти смысл жизни при любых обстоятельствах: примеры из практики Виктора Франкла

Отрывок из книги Виктора Франкла «О смысле жизни»

Psychologies
Работает ли фильм «Секрет»: как исполнить свое желание без карты желаний Работает ли фильм «Секрет»: как исполнить свое желание без карты желаний

Как исполнять желания и добиваться целей тем, кто не верит в мистику

Psychologies
Светлана Устинова — Forbes: «Важно чувствовать в себе силу, право на слова и свободу» Светлана Устинова — Forbes: «Важно чувствовать в себе силу, право на слова и свободу»

Российский сериал «Домашнее поле» — о женщине-тренере мужской футбольной команды

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
Открыть в приложении