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

«Авось пронесет» — не национальная русская черта, а свойство мозга. Нейрофизиология и финансы «Авось пронесет» — не национальная русская черта, а свойство мозга. Нейрофизиология и финансы

Почему мы безалаберно относимся к деньгам и что нам мешает откладывать

СНОБ
Летняя читальня и вишни Льва Толстого: 5 секретных садов в центре Москвы Летняя читальня и вишни Льва Толстого: 5 секретных садов в центре Москвы

Старинные сады, чья история связана с важными событиями в жизни столицы

Forbes
Каким был принц Филипп: 9 фактов из биографии супруга королевы Елизаветы Каким был принц Филипп: 9 фактов из биографии супруга королевы Елизаветы

О яркой жизни супруга королевы Великобритании

РБК
Твердая жидкость: чем способен удивить обычный кетчуп Твердая жидкость: чем способен удивить обычный кетчуп

Что не так с кетчупом?

Вокруг света
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
Меньше мяса? Это просто Меньше мяса? Это просто

Как безопасно для здоровья исключить мясо из рациона

Новый очаг
Сохранить до весны Сохранить до весны

Как производители овощей решают проблемы с поставками оборудования для хранилищ

Агроинвестор
Я ок, и ты ок: что такое экология общения? Я ок, и ты ок: что такое экология общения?

Относиться друг к другу экологично – что это значит?

Новый очаг
«Хочешь без презерватива?»: Ирина Шихман рассказала о «бурной сексуальной жизни» «Хочешь без презерватива?»: Ирина Шихман рассказала о «бурной сексуальной жизни»

Ирина Шихман ответила на курьезный вопрос Софьи Шац

VOICE
«Я больше никогда не женюсь»: разведенные мужчины против брака? «Я больше никогда не женюсь»: разведенные мужчины против брака?

Почему одни женятся снова, а другие остаются холостяками?

Psychologies
Правила жизни Тупака Шакура Правила жизни Тупака Шакура

Рэпер, умер 13 сентября 1996 года в возрасте 25 лет

Правила жизни
Атлантида, Клеопатра и король Артур и еще две загадки истории, которые уже никогда не раскрыть Атлантида, Клеопатра и король Артур и еще две загадки истории, которые уже никогда не раскрыть

История имеет множество тайн. Некоторые не удается разгадать спустя тысячелетия

ТехИнсайдер
7 советов, как выбрать сковороду для дома и не прогадать 7 советов, как выбрать сковороду для дома и не прогадать

Как выбрать сковороду

Лиза
Алмазы под давлением Алмазы под давлением

Экономист Александр Аузан о будущем креативных индустрий

СНОБ
От длинных ногтей до «кислой мины»: 10 вещей, которые больше всего бесят в нас мужчин От длинных ногтей до «кислой мины»: 10 вещей, которые больше всего бесят в нас мужчин

10 женских манер, которые больше всего выводят мужчин из себя

VOICE
Упрощенная Granta и еще 12 самых дешевых машин в России. Список и цены Упрощенная Granta и еще 12 самых дешевых машин в России. Список и цены

Сколько стоят самые доступные автомобили, которые можно купить прямо сейчас

РБК
Арктический город будущего Арктический город будущего

Реальные технологии строительства в Арктике приходили из Норильска

ТехИнсайдер
Максим Стоянов: Максим Стоянов:

Интервью со звездой сериала «Шифр» Максимом Стояновым

Коллекция. Караван историй
Неслучайны связи Неслучайны связи

Мы поговорили с создателями трех тревел-проектов о том, как искать «своих»

Seasons of life
5 самых удаленных и таинственных островов нашей планеты 5 самых удаленных и таинственных островов нашей планеты

Удаленные острова до сих пор окутанные тайной

ТехИнсайдер
Белка и Стрелка отправились на орбиту не одни: 5 фактов об удивительном полете животных в космос Белка и Стрелка отправились на орбиту не одни: 5 фактов об удивительном полете животных в космос

Все секреты легендарного полета Белки и Стрелки

ТехИнсайдер
Война дала и отобрала все: каким был «несравненный партизан» Нестор Махно Война дала и отобрала все: каким был «несравненный партизан» Нестор Махно

Смыслом жизни Нестора Махно была война

Вокруг света
Действующие и потухшие: 5 самых красивых вулканов России Действующие и потухшие: 5 самых красивых вулканов России

Труднодоступные, но желанные локации, до которых доберется не каждый

Вокруг света
Парктроник: что это, как работает и какой выбрать Парктроник: что это, как работает и какой выбрать

Что скрывает в себе термин «парктроник»

РБК
Посмотреть 22 июня 2022 года: 5 фильмов о фашизме, снятых по реальным событиям Посмотреть 22 июня 2022 года: 5 фильмов о фашизме, снятых по реальным событиям

Сильные и глубокие фильмы о фашизме

Psychologies
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
Разговорная речь заставила выбрать между умными словами и сложными предложениями Разговорная речь заставила выбрать между умными словами и сложными предложениями

Оказалось, что чем проще используемые в речи слова, тем сложнее грамматика

N+1
5 мест в Солнечной системе, в которых вам точно стоит побывать. Или хотя бы посмотреть на них 5 мест в Солнечной системе, в которых вам точно стоит побывать. Или хотя бы посмотреть на них

Куда лучше всего отправиться в Солнечной системе?

ТехИнсайдер
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
Альберт Суфияров Альберт Суфияров

Президент «Нева Милк» — об импортозамещении и отечественных сырах

Собака.ru
Открыть в приложении