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
«Этюды о Галилее». История становления ключевых научных идей Нового времени «Этюды о Галилее». История становления ключевых научных идей Нового времени

Декарт придал закону инерции «ясную и отчетливую» форму

N+1
Ваша честь! С помощью этого фэшн-трюка адвокат Деппа влюбила в себя весь мир Ваша честь! С помощью этого фэшн-трюка адвокат Деппа влюбила в себя весь мир

Разбирательство между Деппом и Херд запомнится нам надолго

VOICE
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
Страшно интересно: как фильмы ужасов помогают нам справиться с трудностями Страшно интересно: как фильмы ужасов помогают нам справиться с трудностями

Что на самом деле стоит за желанием пощекотать себе нервы?

Psychologies
«Не будут больше надо мной смеяться у твоего подъезда пацаны»: краткая история Юры Шатунова и «Ласкового мая» «Не будут больше надо мной смеяться у твоего подъезда пацаны»: краткая история Юры Шатунова и «Ласкового мая»

Вспоминаем историю Юры Шатунова и делимся архивными фотографиями

Правила жизни
Труба, валторна и фрак Труба, валторна и фрак

Как важными свидетелями событий военного времени становятся личные вещи

Дилетант
Кто такие самцы Кто такие самцы

Чем отличаются самцы от самок?

СНОБ
Огуречное лето Огуречное лето

Что нужно учесть, чтобы собирать огурцы всё лето, а не два месяца?

Наука и жизнь
Нулевой пациент: от кого в СССР заразились ВИЧ сотни детей Нулевой пациент: от кого в СССР заразились ВИЧ сотни детей

Долгое время к ВИЧ в СССР относились легкомысленно

VOICE
Клады железного века указали на проблемы финикийцев из-за падения Ассирии Клады железного века указали на проблемы финикийцев из-за падения Ассирии

Ученые определили происхождение серебра в кладах времен позднего железного века

N+1
Мелочи, которые ты мог не заметить в фильме «Форрест Гамп» Мелочи, которые ты мог не заметить в фильме «Форрест Гамп»

Феноменальная любовь к деталям в фильме «Форрест Гамп»

Maxim
Что ждет женщину в 50 лет: мудрые слова Шэрон Стоун о старении Что ждет женщину в 50 лет: мудрые слова Шэрон Стоун о старении

Шэрон Стоун стала примером для миллионов женщин

VOICE
Как нужно питаться до и после тренировки: практические советы Как нужно питаться до и после тренировки: практические советы

Правильное питание поможет быстрее восстанавливаться после тренировок

ТехИнсайдер
Дело Бейлиса и миф об иудейском заговоре в России начала XX века. Отрывок из книги Дело Бейлиса и миф об иудейском заговоре в России начала XX века. Отрывок из книги

Отрывок из истории, которая стала символом пугающей силы лжи

СНОБ
Мавзолей Джучи-хана оказался построен через 100 лет после его смерти Мавзолей Джучи-хана оказался построен через 100 лет после его смерти

Старший сын Чингисхана, возможно, никогда не был похоронен в известной гробнице

N+1
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
«Живите долго!»: простые советы долгожителей «Живите долго!»: простые советы долгожителей

Как встать на путь к долголетию?

Psychologies
Анна Виленская Анна Виленская

Визионер музыковедения Анна Виленская — о том, как мы меняемся вместе с музыкой

Собака.ru
Напоить сайгака Напоить сайгака

Удастся ли сохранить сайгаков?

Вокруг света
5 собак с самыми мощными челюстями в мире: грозные рекордсмены 5 собак с самыми мощными челюстями в мире: грозные рекордсмены

Представляем вам рейтинг пород собак с самым сильным укусом

ТехИнсайдер
Как я сходил на тест-драйв беспилотного автомобиля СберАвтоТеха Как я сходил на тест-драйв беспилотного автомобиля СберАвтоТеха

Каким получился беспилотный автомобиль от Сбера?

N+1
Дело не в еде: как я похудела на 47 кг Дело не в еде: как я похудела на 47 кг

Моя личная история – это не только история снижения веса

Новый очаг
Оракул маркетинга: как актер Эдвард Нортон пытается победить старомодные телерейтинги Оракул маркетинга: как актер Эдвард Нортон пытается победить старомодные телерейтинги

Как Эдвард Нортон бросил вызов привычному положению дел на телевидении

Forbes
Тихие убийцы: 5 самых ядовитых грибов на свете Тихие убийцы: 5 самых ядовитых грибов на свете

Самые токсичные представители загадочного царства грибов

Вокруг света
«Недостаточно хорош»: как побороть сомнения в себе «Недостаточно хорош»: как побороть сомнения в себе

Как повысить самооценку

Psychologies
Не сломать биомашину: как менеджерам и предпринимателям перестать выгорать Не сломать биомашину: как менеджерам и предпринимателям перестать выгорать

Как выработанные привычки помогают не выгорать

Forbes
KF51 Panther: современный танк на базе военных машин Холодной войны KF51 Panther: современный танк на базе военных машин Холодной войны

Концепт основного боевого танка нового поколения KF51 Panther

ТехИнсайдер
Противоядие против старения: как работает рапамицин Противоядие против старения: как работает рапамицин

Потрясающий рассказ о настоящей науке и старении

Вокруг света
8 ошибок при выборе ноутбука, которые мы делаем особенно часто 8 ошибок при выборе ноутбука, которые мы делаем особенно часто

Почему не стоит гнаться за дискретными видеокартами и алюминиевыми корпусами?

CHIP
Открыть в приложении