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

Ярчайшая черная дыра во Вселенной создала два загадочных объекта, о природе которых ученые спорят до сих пор Ярчайшая черная дыра во Вселенной создала два загадочных объекта, о природе которых ученые спорят до сих пор

Астрономы обнаружили два больших загадочных объекта, вырывающихся из черной дыры

ТехИнсайдер
«Спенсер»: кинокартина о принцессе Диане и ее пути к свободе «Спенсер»: кинокартина о принцессе Диане и ее пути к свободе

Кинолента описывает личный кризис и смятение принцессы Дианы

Psychologies
Почему миллиардеры, тиктокеры и предприниматели из России полюбили Казахстан Почему миллиардеры, тиктокеры и предприниматели из России полюбили Казахстан

Чем еще привлекает Казахстан российских предпринимателей?

Forbes
Середина девяностых. Как создавались «Детки» — фильм, лишивший невинности американский кинематограф Середина девяностых. Как создавались «Детки» — фильм, лишивший невинности американский кинематограф

Как создавался и чем запомнился фильм, лишивший невинности кинематограф США

Правила жизни
«Зависимость как от наркотиков»: сериалы представляют угрозу для психики? «Зависимость как от наркотиков»: сериалы представляют угрозу для психики?

Почему нас так затягивают сериалы?

Psychologies
Трансмиссия автомобиля: виды и основные неисправности Трансмиссия автомобиля: виды и основные неисправности

Трансмиссия — один из важнейших элементов транспортного средства

РБК
Кирилл Рябов Кирилл Рябов

Кирилл Рябов — менестрель петербургской хтони и кумир молодежи

Собака.ru
Физики увидели атомные куперовские пары Физики увидели атомные куперовские пары

Применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу

N+1
Как связаны эмпатия и тревога? Как связаны эмпатия и тревога?

У эмпатии есть и свои недостатки — мы ощущаем чувства так же остро, как свои

Psychologies
Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию

Постройка Транссибирской магистрали была подвигом

Вокруг света
Движение вверх Движение вверх

Мастопексия — «интеллигентная» операция по подтяжке груди

Собака.ru
Леонид Зорин: «Десятый десяток. Проза 2016–2020» Леонид Зорин: «Десятый десяток. Проза 2016–2020»

Рассказ из сборника Леонида Зорина

СНОБ
«После того как меня изнасиловали, отношения с мужем дали трещину» «После того как меня изнасиловали, отношения с мужем дали трещину»

Наша героиня поделилась своим травматичным опытом

Psychologies
«Я стала трудоголиком, который ел на ужин мороженый йогурт». Как сохранить личные границы на работе и в жизни «Я стала трудоголиком, который ел на ужин мороженый йогурт». Как сохранить личные границы на работе и в жизни

Как научиться отстаивать свои интересы и перестать отказываться от себя

Inc.
Праздник от нас уходит. Вспоминаем историю Coca-Cola, свернувшую бизнес в России Праздник от нас уходит. Вспоминаем историю Coca-Cola, свернувшую бизнес в России

Почему Coca-Cola стала символом свободы и прогресса

Inc.
Драконы смерти: в Аргентине раскопали нетронутый скелет ящера с размахом крыльев 9 метров Драконы смерти: в Аргентине раскопали нетронутый скелет ящера с размахом крыльев 9 метров

Это крупнейший из птерозавров, когда-либо найденных в Южной Америке

Вокруг света
Правила жизни Тупака Шакура Правила жизни Тупака Шакура

Рэпер, умер 13 сентября 1996 года в возрасте 25 лет

Правила жизни
Российские физики рекордно разогрели плазму в сферическом токамаке «Глобус-М2» Российские физики рекордно разогрели плазму в сферическом токамаке «Глобус-М2»

Физики нагрели в «Глобуск-М2» дейтериевую плазму до очень высокой температуры

N+1
Летящие насквозь Летящие насквозь

Каждое мгновение нейтрино триллионами пронзают наши тела

Вокруг света
Почему стиральная машина плохо отжимает: проблемы и решения Почему стиральная машина плохо отжимает: проблемы и решения

Проблемы с отжимом можно решить самостоятельно. Рассказываем, как

CHIP
Польза «золотых яблок»: 5 причин есть томаты каждый день, о которых вы не слышали Польза «золотых яблок»: 5 причин есть томаты каждый день, о которых вы не слышали

Чем хорош самый популярный в России овощ

Вокруг света
Как изменить голос в Дискорде: 4 бесплатные и простые программы на любой вкус Как изменить голос в Дискорде: 4 бесплатные и простые программы на любой вкус

4 бесплатные программы, которые помогут изменить голос в Discord

CHIP
Летний режим Летний режим

Техника летней безопасности

Лиза
Как Леброн Джеймс стал самым успешным и богатым баскетболистом в XXI веке Как Леброн Джеймс стал самым успешным и богатым баскетболистом в XXI веке

Леброн Джеймс стал единственным из игроков НБА, кому удалось заработать $1 млрд

Forbes
Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца? Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца?

Невозможно смотреть свежие фото Антонио Бандераса!

VOICE
Почему отношения «как в кино» не работают? Почему отношения «как в кино» не работают?

Идеальные отношения «из кино» в реальной жизни нас разочаруют

Psychologies
Живой будильник: почему петухи кричат по утрам Живой будильник: почему петухи кричат по утрам

Утренний крик петуха был первым будильником, который появился у человека

ТехИнсайдер
Ученые секвенировали геном жителя древнеримских Помпей. Он оказался неместным Ученые секвенировали геном жителя древнеримских Помпей. Он оказался неместным

Метод дробовика помог изучить останки жителя древнеримских Помпей

Вокруг света
Гороскоп нового времени: как предсказать свое будущее с помощью ДНК-тестов Гороскоп нового времени: как предсказать свое будущее с помощью ДНК-тестов

Люди запрашивают множество разных тестов, но ситуация с ними весьма запутанна

Вокруг света
«Хочешь без презерватива?»: Ирина Шихман рассказала о «бурной сексуальной жизни» «Хочешь без презерватива?»: Ирина Шихман рассказала о «бурной сексуальной жизни»

Ирина Шихман ответила на курьезный вопрос Софьи Шац

VOICE
Открыть в приложении