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

Астрономы нашли звезду с самым разнообразным содержанием тяжелых элементов Астрономы нашли звезду с самым разнообразным содержанием тяжелых элементов

HD 222925 — звезда с самым разнообразным химическим составом

N+1
Музыка на кончиках пальцев: раскрываем тайны выдающихся пианистов Музыка на кончиках пальцев: раскрываем тайны выдающихся пианистов

Раскрываем тайны выдающихся людей

Вокруг света
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
На диетах не сижу На диетах не сижу

Как похудеть без строгого рациона

Лиза
Вся правда о «марафонах желаний»: почему люди до сих пор в это верят? Вся правда о «марафонах желаний»: почему люди до сих пор в это верят?

Куда ни кинь взгляд в Сети - обязательно наткнешься на очередного гуру

VOICE
Как понять, что вас пытается обольстить социопат Как понять, что вас пытается обольстить социопат

Как понять, что ваш потенциальный партнер — социопат?

Psychologies
Когнитивный диссонанс: как Филлис Шлэфли строила карьеру, отрицая идеи феминизма Когнитивный диссонанс: как Филлис Шлэфли строила карьеру, отрицая идеи феминизма

Американка Филлис Шлэфли была одной из самых успешных противниц феминизма

Forbes
Жираф и манна небесная Жираф и манна небесная

Интрига этой картины связана с одним из центральных персонажей полотна — жирафом

Дилетант
Городские корни Городские корни

По соседству с москвичами и гостями столицы проживают миллионы растений

ТехИнсайдер
Друг Врубеля и кумир Дягилева: как собирал свою коллекцию меценат Михаил Морозов Друг Врубеля и кумир Дягилева: как собирал свою коллекцию меценат Михаил Морозов

Отрывок из монографии «Коллекции Ивана и Михаила Морозовых»

Forbes
«Роль самого благородного человека на свете». Отрывок из книги о Киану Ривзе «Роль самого благородного человека на свете». Отрывок из книги о Киану Ривзе

Отрывок из книги-исследования о феномене актера Киану Ривза

СНОБ
Термометр сломался? Джоли, Трамп и другие звезды, которые не умеют одеваться по погоде Термометр сломался? Джоли, Трамп и другие звезды, которые не умеют одеваться по погоде

Героини нашей подборки кажется, принципиально игнорируют прогноз погоды

VOICE
Суперъяхта для ученых Суперъяхта для ученых

Суперъяхты – не только финансовые вершины, но и бессмысленная трата ресурсов

ТехИнсайдер
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
8 ошибок при выборе ноутбука, которые мы делаем особенно часто 8 ошибок при выборе ноутбука, которые мы делаем особенно часто

Почему не стоит гнаться за дискретными видеокартами и алюминиевыми корпусами?

CHIP
Почему ПЗРК FIM-92 Stinger до сих пор нечем заменить Почему ПЗРК FIM-92 Stinger до сих пор нечем заменить

Имя «Стингер» стало нарицательным еще в афганскую войну

Maxim
Как сетка квадратов стала первой утопией Как сетка квадратов стала первой утопией

Гипподам и «Гипподамова планировка»

Weekend
6 пищевых добавок, которые не так вредны, как многие думают 6 пищевых добавок, которые не так вредны, как многие думают

Пищевые добавки стали чуть ли не врагами народа. Но не все из них опасны

Лиза
Не надо терпеть: что делать, если женщин постоянно перебивают Не надо терпеть: что делать, если женщин постоянно перебивают

Как действовать, если коллега вас постоянно перебивает

Forbes
Как обустроить сад в средиземноморском стиле: 4 идеи от ландшафтного дизайнера Как обустроить сад в средиземноморском стиле: 4 идеи от ландшафтного дизайнера

Как создать на своем участке сад, который будет напоминать о пейзажах Ниццы?

Вокруг света
Колибри оказались самыми пестрыми птицами Колибри оказались самыми пестрыми птицами

Девять из десяти птиц с самой разнообразной окраской относятся к колибри

N+1
Нездешняя рыба Нездешняя рыба

Рыбаки все чаще вытаскивают из российских водоемов диковинных, невиданных рыб

Вокруг света
Эти существа возводят горы и насыщают породу минералами, но вы их никогда не увидите Эти существа возводят горы и насыщают породу минералами, но вы их никогда не увидите

Поколения губок, мириады бактерий – настоящие создатели современной земной коры

ТехИнсайдер
Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания

Вместе с дерматологом и косметологом рассказываем, что нужно знать о микротоках

РБК
Как стать сотрудником, которого не уволят даже в кризис Как стать сотрудником, которого не уволят даже в кризис

В меняющемся мире очень важно уметь быстро адаптироваться под новые реалии

Лиза
Держим дистанцию Держим дистанцию

Как сохранить отношения на расстоянии

Лиза
Когда бы не Елена... Когда бы не Елена...

Место, где Запад встречается с Востоком, а прошлое — с настоящим

Seasons of life
Бари Алибасов: «Моя жизнь — сплошная провокация» Бари Алибасов: «Моя жизнь — сплошная провокация»

Выступая перед публикой, я играю роль, а с моей сутью знакомы лишь близкие люди

Караван историй
Ошибки советских чиновников, от которых мы страдаем до сих пор Ошибки советских чиновников, от которых мы страдаем до сих пор

Нехорошие вещи, которые пережили СССР и имеют все шансы пережить и нас

Maxim
Зачем платить по QR-коду и насколько это безопасно: новый способ совершать покупки Зачем платить по QR-коду и насколько это безопасно: новый способ совершать покупки

Как и зачем платить по QR-коду?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении