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

Центр Галактики: как астрономы рассмотрели главную черную дыру Млечного Пути Центр Галактики: как астрономы рассмотрели главную черную дыру Млечного Пути

Как ученые получили снимок сверхмассивной черной дыры и почему это так важно?

Forbes
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
Синдром беспокойных ног: что делать, если все время хочется двигать ногами Синдром беспокойных ног: что делать, если все время хочется двигать ногами

Что такое синдром беспокойных ног и почему ярче всего он проявляется вечером

ТехИнсайдер
Polnalyubvi Polnalyubvi

Инди-певица Polnalyubvi отправляет серебряный век в TikTok

Собака.ru
На вкус как Луна: зачем NASA кормило тараканов грунтом На вкус как Луна: зачем NASA кормило тараканов грунтом

Почему ученым пришло в голову кормить тараканов лунным грунтом?

N+1
Две любви Иннокентия Смоктуновского Две любви Иннокентия Смоктуновского

Уникальные воспоминания об Иннокентии Смоктуновском

Коллекция. Караван историй
Очень московское собрание: как коллекция братьев Морозовых долго возвращалась домой Очень московское собрание: как коллекция братьев Морозовых долго возвращалась домой

Многолетняя эпопея по объединению собрания братьев Морозовых

Forbes
8 признаков обмана 8 признаков обмана

Как понять, что собеседник врет?

Лиза
Ручной тормоз: виды и главные ошибки при эксплуатации Ручной тормоз: виды и главные ошибки при эксплуатации

Разбираемся, что такое «ручник» и как он работает

РБК
Шахматная доска на полу и стене Шахматная доска на полу и стене

На какие дизайнерские приемы стоит обратить внимание, если ты затеяла ремонт

Лиза
Миссия — впечатлить: 5 самых важных правил поведения на первом свидании Миссия — впечатлить: 5 самых важных правил поведения на первом свидании

Первое свидание — дело ответственное. Ведь от него зависит, будет ли второе

VOICE
Ритуальный каннибализм, лекарство от чумы и вечеринки со вскрытиями: что люди делали с мумиями на протяжении истории Ритуальный каннибализм, лекарство от чумы и вечеринки со вскрытиями: что люди делали с мумиями на протяжении истории

Почему люди считали каннибализм полезным для здоровья?

ТехИнсайдер
Солнечный удар: как не допустить и избавиться от последствий Солнечный удар: как не допустить и избавиться от последствий

Учимся предотвращать солнечный удар и помогать себе и близким

РБК
Самые умные породы кошек, которые могут удивить своим интеллектом Самые умные породы кошек, которые могут удивить своим интеллектом

Кошки — невероятно умные существа

ТехИнсайдер
Навыки выживания: что делать, если вы заблудились в лесу Навыки выживания: что делать, если вы заблудились в лесу

Советы эксперта, которые могут спасти вам жизнь

Вокруг света
Защитные реакции психики: почему в момент ссоры мы плачем или молчим Защитные реакции психики: почему в момент ссоры мы плачем или молчим

Происхождение защитных механизмов, как они включаются и работают внутри нас

VOICE
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 китайские госкомпании создают успешные автомобильные премиум-бренды и трансформируются в IT-сервисы Как китайские госкомпании создают успешные автомобильные премиум-бренды и трансформируются в IT-сервисы

В Поднебесной научились выпускать качественные и технически совершенные авто

Правила жизни
Что говорит ваш внутренний ребенок? Что говорит ваш внутренний ребенок?

Дитя, живущее в каждом из нас, помнит все наши раны и обманутые надежды

Psychologies
Почему стиральная машина плохо отжимает: проблемы и решения Почему стиральная машина плохо отжимает: проблемы и решения

Проблемы с отжимом можно решить самостоятельно. Рассказываем, как

CHIP
Расправить крылья Расправить крылья

Учителя — о том, как вырастить «своих» в маленьком городе

Seasons of life
Марина Краснова Марина Краснова

СЕО Вконтакте Марина Краснова — как развивается платформа, которой уже 16 лет?

Собака.ru
Один в поле воин Один в поле воин

Мирный книжный воин — про издательскую студию «Поле» и выпуск книг

Seasons of life
Вот как защититься от укуса комаров: так насекомые больше не будут вам надоедать Вот как защититься от укуса комаров: так насекомые больше не будут вам надоедать

У нас есть для вас пара секретов, которые помогут избежать укусов комаров

ТехИнсайдер
Как изменить голос в Дискорде: 4 бесплатные и простые программы на любой вкус Как изменить голос в Дискорде: 4 бесплатные и простые программы на любой вкус

4 бесплатные программы, которые помогут изменить голос в Discord

CHIP
Как топ-менеджер медиахолдинга и дрэг-квин заработали сотни миллионов долларов на козьем молоке Как топ-менеджер медиахолдинга и дрэг-квин заработали сотни миллионов долларов на козьем молоке

«Что можно сделать из козьего молока?», — так началась история Beekman

Inc.
3 проверенных способа начать делать то, что не хочется 3 проверенных способа начать делать то, что не хочется

Вам очень не хочется приступать к важному делу?

Psychologies
Отрывок из романа Александра Стесина «Троя против всех» Отрывок из романа Александра Стесина «Троя против всех»

Первая глава «романа о воспитании» «Троя против всех» Александра Стесина

СНОБ
Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время

Три проверенных способа по-настоящему отдохнуть

VC.RU
«Люди и учреждения Петровской эпохи». Какими были законы, институции и люди в начале XVIII века «Люди и учреждения Петровской эпохи». Какими были законы, институции и люди в начале XVIII века

Отрывок из книги «Люди и учреждения Петровской эпохи» о России XVIII—XX вв

N+1
Открыть в приложении