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

В спинном мозге мышей обнаружили нейроны приятных прикосновений В спинном мозге мышей обнаружили нейроны приятных прикосновений

Исследователи изучили один из типов нейронов медленных волокон в спинном мозге

N+1
Экспериментатор, мелодист и романтик. Полу Маккартни — 80 Экспериментатор, мелодист и романтик. Полу Маккартни — 80

Разбираемся в музыкальной биографии Пола Маккартни

Правила жизни
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
Не всегда полезны для здоровья: 7 самых травмоопасных видов спорта Не всегда полезны для здоровья: 7 самых травмоопасных видов спорта

Выбирая вид спорта по душе, стоит помнить о возможных рисках

Вокруг света
Цены на мясо и молоко подняли на 30%: хроника восстания рабочих в Новочеркасске Цены на мясо и молоко подняли на 30%: хроника восстания рабочих в Новочеркасске

Повышение цен в 1960-е годы в Новочеркасске закончилось массовой трагедией

Вокруг света
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
Аналитики назвали самые дорогие города для проживания экспатов Аналитики назвали самые дорогие города для проживания экспатов

Самыми дорогими городами для проживания стали Гонконг, Нью-Йорк и Женева

Forbes
Почему вообще не хочется отношений с противоположным полом: 5 причин Почему вообще не хочется отношений с противоположным полом: 5 причин

Если вам не хочется отношений, это нормально

Psychologies
Как из паразитов и тунеядцев мог возникнуть мужской пол Как из паразитов и тунеядцев мог возникнуть мужской пол

Загадки размножения и другие парадоксы современной биологии

СНОБ
Сохранить до весны Сохранить до весны

Как производители овощей решают проблемы с поставками оборудования для хранилищ

Агроинвестор
После расставания: работа над ошибками После расставания: работа над ошибками

Как беречь то, что так дорого?

Psychologies
Каким должен быть современный мужчина: россиянки назвали привлекающее их качество Каким должен быть современный мужчина: россиянки назвали привлекающее их качество

Наиболее популярные качества, которые женщины ценят в мужчинах

Psychologies
Патронус, боггарт и Карта Мародеров: психологические уроки «Гарри Поттера» Патронус, боггарт и Карта Мародеров: психологические уроки «Гарри Поттера»

Почему история о «мальчике, который выжил» не перестает нас увлекать?

Psychologies
Антиоксидант из помидоров продлил жизнь солнечным элементам Антиоксидант из помидоров продлил жизнь солнечным элементам

Ученые стабилизировали перовскитные солнечные элементы

N+1
Бавары похоронили убитого в бою мужчину ничком. Но вместе с ценными вещами Бавары похоронили убитого в бою мужчину ничком. Но вместе с ценными вещами

Антропологи исследовали кости убитого в VII–VIII веке индивида

N+1
Труба, валторна и фрак Труба, валторна и фрак

Как важными свидетелями событий военного времени становятся личные вещи

Дилетант
Коллаборация Daya Bay перевыполнила план по точности измерения смешивания антинейтрино Коллаборация Daya Bay перевыполнила план по точности измерения смешивания антинейтрино

Физики изучают вопрос асимметрии между веществом и антивеществом во Вселенной

N+1
Нам живыми быть не идет. О российском фильме «Межсезонье» Нам живыми быть не идет. О российском фильме «Межсезонье»

Новый фильм Александра Ханта «Межсезонье» — почему его стоит смотреть

СНОБ
В Татрах обнаружили лагерь палеолитических охотников-собирателей В Татрах обнаружили лагерь палеолитических охотников-собирателей

Археологи обнаружили в Татрах лагерь палеолитических охотников-собирателей

N+1
«Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки «Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки

Когда появилась, какой была и стала «та самая» сгущёнка

Вокруг света
Каким получился «Род мужской» Алекса Гарленда — жуткий хоррор о дурных мужчинах Каким получился «Род мужской» Алекса Гарленда — жуткий хоррор о дурных мужчинах

Кинокритик Илья Верхоглядов размышляет о фильме «Род мужской» Алекса Гарленда

Правила жизни
Неудобные вопросы гинекологу Неудобные вопросы гинекологу

Самые распространенные проблемы, которые волнуют женщин

Лиза
Дети остаются без поддержки взрослых: «Гарри Поттер» глазами семейного терапевта Дети остаются без поддержки взрослых: «Гарри Поттер» глазами семейного терапевта

Системный семейный терапевт оценивает их взаимоотношения персонажей «Поттерианы»

Psychologies
Физики сделали жидкий гелий одномерным Физики сделали жидкий гелий одномерным

Гелий оказался в хорошем согласии с симуляциями одномерной жидкости

N+1
На границе Европы и Азии На границе Европы и Азии

Обзор АПК Республики Башкортостан

Агроинвестор
Как подготовить ребенка к школе для одаренных детей: советы родителям Как подготовить ребенка к школе для одаренных детей: советы родителям

Как отражается на психике ребенка установка быть лучшим во всем?

Psychologies
Как проходят собеседования в Tinder, Uber, Lyft, Playstation и Amazon Как проходят собеседования в Tinder, Uber, Lyft, Playstation и Amazon

Как подготовиться к собеседованиям в Playstation или Amazon

VC.RU
5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже 5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже

Методы лечения похмелья, которые на самом деле не работают

Maxim
Самые любопытные эротические традиции на день летнего солнцестояния Самые любопытные эротические традиции на день летнего солнцестояния

Как северные народы отмечали самую короткую ночь в году?

Maxim
Как произошло самое крупное ограбление банка в истории Российской империи Как произошло самое крупное ограбление банка в истории Российской империи

О самом крупном ограблении банка в Российской империи

СНОБ
Открыть в приложении