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

У шмелей нашли способность к логическим суждениям У шмелей нашли способность к логическим суждениям

Шмели успешно справились с парадигмой двух чашек и ее вариациями

N+1
Как развивать критическое мышление ребенка? Как развивать критическое мышление ребенка?

Как научить навыку критического мышления детей?

Psychologies
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
10 красивых античных имен для девочки 10 красивых античных имен для девочки

Подборка оригинальных имен с историей родом из древнего мира

Вокруг света
Почему возникает кровоточивость десен, и что с этим делать Почему возникает кровоточивость десен, и что с этим делать

Видите кровь, когда чистите зубы? Лучше не игнорировать этот симптом

ТехИнсайдер
«Золото или жизнь»: краткая история пиратства «Золото или жизнь»: краткая история пиратства

Пиратство можно назвать одной из древнейших «профессий»

Вокруг света
Пункт назначения для женщин: как борются с домашним насилием в Северной Осетии Пункт назначения для женщин: как борются с домашним насилием в Северной Осетии

Как столица Северной Осетии стала пунктом спасения для женщин

Forbes
Уходя оставляйте свет: история “Прометея”, или Как в СССР появились светомузыка и медиаарт Уходя оставляйте свет: история “Прометея”, или Как в СССР появились светомузыка и медиаарт

История не самого очевидного, но важного для последующего искусства явления

Правила жизни
История одной вещи: клеенчатая скатерть, которая накрывала каждый советский стол История одной вещи: клеенчатая скатерть, которая накрывала каждый советский стол

Откуда на столах появилась клеенчатая скатерть и почему она была так популярна

Правила жизни
Как вернуться из отпуска на работу и не сойти с ума сразу же: 6 главных правил Как вернуться из отпуска на работу и не сойти с ума сразу же: 6 главных правил

Как сохранить заряд прочности, накопленный за время отпуска?

VOICE
Магическое 3 августа: почему каждый год Энн Хэтэуэй откладывает все ради личного ритуала Магическое 3 августа: почему каждый год Энн Хэтэуэй откладывает все ради личного ритуала

Что же делает Энн Хэтэуэй 21 год подряд?

VOICE
Кто мы и куда идем: 9 фильмов о кризисе идентичности Кто мы и куда идем: 9 фильмов о кризисе идентичности

Фильмы, помогающие выйти на тот самый «свой» путь

Правила жизни
И стала Россия империей… И стала Россия империей…

Итогом Северной войны стало перерождение России в империю

Дилетант
Дима Зицер: «Сумасшедшее счастье, когда тебя любят не за оценки, а просто так» Дима Зицер: «Сумасшедшее счастье, когда тебя любят не за оценки, а просто так»

Стоит ли говорить с детьми как со взрослыми?

Psychologies
Самки тасманийских сцинков сменили пол в утробе матери Самки тасманийских сцинков сменили пол в утробе матери

Тасманийские сцинки могут менять соотношение полов среди потомства

N+1
Как управлять эффектом бабочки и динозаврами, выходящими из-за угла: интервью с математиком, которому любопытно Как управлять эффектом бабочки и динозаврами, выходящими из-за угла: интервью с математиком, которому любопытно

Разговор с ученым и популяризатором науки Сергеем Самойленко

ТехИнсайдер
Физики сделали жидкий гелий одномерным Физики сделали жидкий гелий одномерным

Гелий оказался в хорошем согласии с симуляциями одномерной жидкости

N+1
Кирилл Рябов Кирилл Рябов

Кирилл Рябов — менестрель петербургской хтони и кумир молодежи

Собака.ru
Покрас Лампас, Али Мамедов: «Личный бренд начинается с собственной философии» Покрас Лампас, Али Мамедов: «Личный бренд начинается с собственной философии»

Какую ответственность несет публичный человек перед своей аудиторией?

РБК
Где впервые были одомашнены волки Где впервые были одомашнены волки

Вероятнее всего впервые волк был одомашнен в восточной Евразии

ТехИнсайдер
Новые виды паразитов вызвали вспышку кожного заболевания у антарктических рыб Новые виды паразитов вызвали вспышку кожного заболевания у антарктических рыб

Биологи обнаружили у антарктических рыб неизвестное кожное заболевание

N+1
Вопрос дня: что значит быть хорошим человеком? Вопрос дня: что значит быть хорошим человеком?

Каким же должен быть хороший человек в наши дни: мнения членов клуба

СНОБ
Как в детском саду: 3 секрета приготовления «того самого» омлета Как в детском саду: 3 секрета приготовления «того самого» омлета

Пышный, нежный, легкий — редкая мама могла повторить рецепт детсадовского омлета

Вокруг света
12 лучших идей белковых завтраков для похудения: вкусно и сытно 12 лучших идей белковых завтраков для похудения: вкусно и сытно

Идеи завтраков с высоким содержанием белка

VOICE
«Это как пойти в банкомат, снять деньги и сжечь их». Почему малому бизнесу не нужна собственная торговая марка «Это как пойти в банкомат, снять деньги и сжечь их». Почему малому бизнесу не нужна собственная торговая марка

Почему собственная торговая марка — беда для небольших компаний

Inc.
5 главных преимуществ HDD перед SSD 5 главных преимуществ HDD перед SSD

Почему в некоторых случаях лучше купить HDD, а не SSD?

CHIP
Московский оборотень: история первого советского маньяка, который ненавидел богачей Московский оборотень: история первого советского маньяка, который ненавидел богачей

Первым серийным убийцей в СССР стал Василий Комаров, убивший 29 человек

VOICE
Сын стал дочерью, в любви полный штиль: трагедия и одиночество богатейшего человека Земли Илона Маска Сын стал дочерью, в любви полный штиль: трагедия и одиночество богатейшего человека Земли Илона Маска

За званием самого богатого человека в мире скрывается много проблем

VOICE
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
Мимо туристических маршрутов. 7 неочевидных мест для отдыха в Турции Мимо туристических маршрутов. 7 неочевидных мест для отдыха в Турции

«Сноб» составил подборку небанальных мест для отдыха в Турции

СНОБ
Открыть в приложении