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

Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
Негативные мысли: найти и обезвредить Негативные мысли: найти и обезвредить

Как найти причины проблем в прошлом и научиться заменять токсичные мысли

Psychologies
Революция дилетантов: как дерматолог и юрист устроили Кубинскую революцию Революция дилетантов: как дерматолог и юрист устроили Кубинскую революцию

Как маленькая компания интеллигентов изменила жизнь целой страны

Вокруг света
5 городов, которые на самом деле сводят с ума: все об опасных для психики «синдромах путешественника» 5 городов, которые на самом деле сводят с ума: все об опасных для психики «синдромах путешественника»

Какие опасности поджидают туристов в Иерусалиме, Париже и Венеции?

Вокруг света
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
Тело, сексуальность и борьба. Отрывок из новой книги Оливии Лэнг Тело, сексуальность и борьба. Отрывок из новой книги Оливии Лэнг

Глава «Мерцающая сеть» из книги Оливии Лэнг — рассказ о художнице Агнес Мартин

Правила жизни
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
Самые лучшие и популярные катушечные магнитофоны СССР Самые лучшие и популярные катушечные магнитофоны СССР

«Бобинники» стали священной коровой для советских меломанов и аудиофилов

Maxim
Женщина на грани политической катастрофы: Джулия Робертс в сериале про «Уотергейт» Женщина на грани политической катастрофы: Джулия Робертс в сериале про «Уотергейт»

«Газлит» — политический триллер о Уотергейтском скандале

Forbes
Как тревожные родители могут навредить ребенку Как тревожные родители могут навредить ребенку

Как уменьшить влияние своей тревоги на ребенка?

Psychologies
Добро пожаловаться Добро пожаловаться

Три повода для ссор с соседями, в которых можно и нужно идти до конца

Лиза
Вместо Хургады — в полицию: 5 ходовых способов обмана россиян при покупке билетов Вместо Хургады — в полицию: 5 ходовых способов обмана россиян при покупке билетов

Как не попасться на уловки мошенников при планировании путешествия?

Вокруг света
Как поменять работу после 40 лет Как поменять работу после 40 лет

Как преодолеть страх и безболезненно сменить род деятельности в зрелом возрасте

Maxim
Максим Винарский Максим Винарский

Биолог Максим Винарский выпустил книгу о последнем общем предке всех организмов

Собака.ru
Технопарад Технопарад

Линзы с AR, новая ракета Nasa Space Launch System и запись звуков на Марсе

ТехИнсайдер
Беспамятство за работой Беспамятство за работой

Михаил Трофименков о французском режиссере Алене Рене

Weekend
Как создать невероятно привлекательный образ? Три главных модных секрета Кейт Миддлтон раскрыла эксперт Как создать невероятно привлекательный образ? Три главных модных секрета Кейт Миддлтон раскрыла эксперт

Как создавать такие же невероятные образы, как и Кейт Миддлтон?

VOICE
Об этих существах сочиняли легенды, но они оказались реальными: 10 самых страшных видов летучих мышей Об этих существах сочиняли легенды, но они оказались реальными: 10 самых страшных видов летучих мышей

От этих рукокрылых стоит держаться подальше

ТехИнсайдер
Как побороть любой страх: пошаговая инструкция Как побороть любой страх: пошаговая инструкция

Что делать, если ты чего-то очень боишься? Бороться!

VOICE
Кто такие самцы Кто такие самцы

Чем отличаются самцы от самок?

СНОБ
5 «испорченных» природой мест, в которых мечтает побывать каждый путешественник 5 «испорченных» природой мест, в которых мечтает побывать каждый путешественник

На появление этих удивительных красот уходят тысячелетия

Вокруг света
Простой способ менять других людей, не вызывая у них боль, гнев и раздражение Простой способ менять других людей, не вызывая у них боль, гнев и раздражение

У каждого из нас возникает потребность заставить других людей изменить поведение

Forbes
Ikea приняла решение уйти из России. Вспоминаем насыщенную историю компании от СССР до первого магазина в 2000-х Ikea приняла решение уйти из России. Вспоминаем насыщенную историю компании от СССР до первого магазина в 2000-х

Как Ikea появлялась на российском рынке?

Правила жизни
Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его! Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его!

Модницы сошли с ума по необычной технике окрашивания!

VOICE
Как продлить молодость: советы о правильном питании и пищевых привычках, которые помогут вам оставаться в форме Как продлить молодость: советы о правильном питании и пищевых привычках, которые помогут вам оставаться в форме

Правильное питание для здоровья и молодости

ТехИнсайдер
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
Проклятый аксессуар: почему дочь Жаклин Кеннеди отказалась от семейной реликвии Проклятый аксессуар: почему дочь Жаклин Кеннеди отказалась от семейной реликвии

История аксессуара, который передавался в семье Жаклин Кеннеди с 1903 года

VOICE
Настасья Кербенген. Голубая кровь Настасья Кербенген. Голубая кровь

Настасья Кербенген никогда не думала о том, чтобы стать актрисой

Коллекция. Караван историй
Как не нервничать на собеседовании Как не нервничать на собеседовании

Как справиться с волнением на собеседование и вернуть себе контроль?

Maxim
«Я ставлю вопрос: как быть отсюда?» «Я ставлю вопрос: как быть отсюда?»

Оксана Тимофеева о том, как любить родину

Weekend
Открыть в приложении