Napisane przez Amon w maj - 2 - 2018
Kryształ czasowy to taki stan skupienia materii, w którym atomy spontanicznie tworzą regularny wzór nie w przestrzeni, lecz na osi czasu (E. Edwards/JQI)
Pierwsze kryształy czasowe stworzono zaledwie przed rokiem, a już trwa wyścig o to, kto pierwszy je wykorzysta w praktycznych celach. Jeszcze kilka lat temu były zaliczane do science fiction. W gronie fizyków wciąż trwają dyskusje, ile w nich jest science, a ile fiction, ale podlegająca Pentagonowi agencja badawcza DARPA właśnie rozpisała konkurs, który ma na celu zastosowanie kryształów czasowych w technologiach militarnych.
– Rewolucja się zacznie, gdy krystaliczne zachowanie w czasie zostanie sprzęgnięte ze znanymi kryształami przestrzennymi – sądzi prof. Krzysztof Sacha z UJ, jeden z pionierów tej dziedziny fizyki.
Czym są kryształy czasowe?
To jedna z tych rzeczy, które najpierw zostały wymyślone, a dopiero potem miało się okazać, czy rzeczywiście istnieją
W największym skrócie można rzec, że jest to nowy stan skupienia materii – nowy rodzaj uporządkowania atomów. Taki, w którym atomy spontanicznie tworzą regularną sieć krystaliczną, ale nie w przestrzeni, lecz na osi czasu.
Wymyślił je amerykański noblista Frank Wilczek. Wspomina, że pomysł przyszedł mu do głowy, kiedy przygotowywał wykład dla studentów. Uświadomił sobie, że jeśli czas potraktujemy tak jak wymiary przestrzenne, to – przynajmniej teoretycznie rzecz biorąc – na osi czasu atomy także mogą krystalizować.
Porażka i triumf hipotezy Wilczka
Z pozoru ta idea jest więc szalenie prosta. Zwykłe kryształy przestrzenne, z jakimi mamy do czynienia na co dzień – soli, lodu czy diamentu – są zbudowane z atomów czy cząsteczek ułożonych w określony wzór przestrzenny, który powtarza się wzdłuż trzech osi przestrzennych. W krysztale czasowym mielibyśmy podobne uporządkowanie, tyle że w wymiarze czasu. Oznacza to, że atomy oscylują lub wirują, tj. co pewien okres powracają do takiego samego ułożenia.
W marcu 2012 roku w piśmie „Physical Review Letters” prof. Wilczek opublikował pracę, która wyjaśnia tę ideę i na przykładzie myślowego eksperymentu pokazuje przykładową krystalizację w czasie (krystalizację, czyli proces, który fizycy nazywają spontanicznym łamaniem symetrii).
Wybuchła sensacja, ale dość szybko okazało się, że noblista się myli. Kilku teoretyków wykazało, że coś takiego przeczyłoby znanym prawom fizyki – w szczególności takie układy nie byłyby w termodynamicznej równowadze.
To jednak nie był koniec fantastycznej idei prof. Wilczka.
Kilku naukowców – w tym prof. Krzysztof Sacha z Uniwersytetu Jagiellońskiego – wkrótce wymyśliło taką wersję krystalizacji w czasie, która jest jednak możliwa
Tę nową stabilną formę materii w literaturze określa się dzisiaj mianem dyskretnych albo nieciągłych kryształów czasowych.
W wielkim uproszczeniu chodzi o takie układy atomów, które oscylują pod wpływem
zewnętrznego promieniowania o określonej częstotliwości. To nie są ciała stałe w stanie równowagi termodynamicznej jak zwykłe kryształy przestrzenne, bo krystalizacja w czasie jest wymuszana stałym zewnętrznym impulsem.
Dlatego Fizycy mówią o odkryciu nowej klasy nierównowagowych stanów skupienia.
Źródło: www.wyborcza.pl
Faktycznie, „Wilczek” typowo amerykańskie nazwisko.
Czytając tego typu wiadomości dochodzę do wniosku że amerykanie niczego nie wymyślają, za to są świetni w „kupowaniu” najlepszych wynalazców z całego świata.