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

Их университеты. Как заставить учиться тех, кому за 30 Их университеты. Как заставить учиться тех, кому за 30

Образование длиною в жизнь в Европе становится нормой

Forbes
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
«Сначала станьте друзьями»: ключ к счастливой любви «Сначала станьте друзьями»: ключ к счастливой любви

Правда ли, что настоящая любовь начинается с дружбы?

Psychologies
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
Как вернуться из отпуска на работу и не сойти с ума сразу же: 6 главных правил Как вернуться из отпуска на работу и не сойти с ума сразу же: 6 главных правил

Как сохранить заряд прочности, накопленный за время отпуска?

VOICE
Охлаждаемся со вкусом: 10 необычных и вкусных рецептов лимонада, которые помогут пережить жару Охлаждаемся со вкусом: 10 необычных и вкусных рецептов лимонада, которые помогут пережить жару

Десять любимых рецептов летнего лимонада

ТехИнсайдер
Сергей Филонович: «Живем как в песне — скорей бы утро, и снова на работу» Сергей Филонович: «Живем как в песне — скорей бы утро, и снова на работу»

Почему избыточный трудоголизм грозит выгоранием сотрудникам и руководителям?

РБК
Отец-тиран, безжалостный бизнесмен, растратчик: кем был медиамагнат Роберт Максвелл Отец-тиран, безжалостный бизнесмен, растратчик: кем был медиамагнат Роберт Максвелл

Вспоминаем историю медиамагната Роберта Максвелла

Forbes
Взаимовыручка или корыстный расчет? Ученые поняли, зачем животные помогают друг другу Взаимовыручка или корыстный расчет? Ученые поняли, зачем животные помогают друг другу

Ихтиологи описали альтруистичное поведение африканских рыб

Вокруг света
«Живите долго!»: простые советы долгожителей «Живите долго!»: простые советы долгожителей

Как встать на путь к долголетию?

Psychologies
Дмитрий Лысенков Дмитрий Лысенков

Актер Дмитрий Лысенков теперь и в кино «отдувается за всю интеллигенцию»

Собака.ru
Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
Удобство и минимум действий: как используется UX&UI дизайн для создания интерфейсов онлайн-кинотеатров Удобство и минимум действий: как используется UX&UI дизайн для создания интерфейсов онлайн-кинотеатров

Почему именно в онлайн-кинотеатрах особенно важно проектирование интерфейсов

ТехИнсайдер
ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата ДНК возрастом более 115 тысяч лет указала на уязвимость белых медведей перед потеплением климата

Ученые выяснили, что белые медведи утратили генетическое разнообразие

N+1
Как зарабатывает и на что тратит деньги Лионель Месси? Вы даже не представляете такие суммы Как зарабатывает и на что тратит деньги Лионель Месси? Вы даже не представляете такие суммы

В день рождения футболиста Лионеля Месси изучаем его личное досье

Maxim
Бродячих кошек уличили в охоте на вымирающих сумчатых мышей с острова Кенгуру Бродячих кошек уличили в охоте на вымирающих сумчатых мышей с острова Кенгуру

Сумчатые мыши Айткена рискуют вымереть из-за бродячих кошек

N+1
Что нужно доложить в автомобильную аптечку, чтобы она стала по-настоящему полезной Что нужно доложить в автомобильную аптечку, чтобы она стала по-настоящему полезной

Чем стоит дополнить автомобильную аптечку?

Maxim
Опасна ли жара для животных и как защитить собаку или кота от высокой температуры? Опасна ли жара для животных и как защитить собаку или кота от высокой температуры?

Как распознать тепловой удар у питомца и как его предотвратить?

Maxim
«После того как меня изнасиловали, отношения с мужем дали трещину» «После того как меня изнасиловали, отношения с мужем дали трещину»

Наша героиня поделилась своим травматичным опытом

Psychologies
Куда нас приведут нейросети? Куда нас приведут нейросети?

Куда нас приведут игры с искусственным интеллектом

СНОБ
Ученые предупреждают: вспышки оспы обезьян в Африке надо остановить, пока не поздно Ученые предупреждают: вспышки оспы обезьян в Африке надо остановить, пока не поздно

Оспа обезьян постепенно распространяется в экваториальной Африке

ТехИнсайдер
10 странных поступков, которые мы совершаем, но никогда в них не признаемся 10 странных поступков, которые мы совершаем, но никогда в них не признаемся

Привычки, в которых мы не хотим признаваться даже самим себе

Psychologies
Как узнать, что подросток в опасности: 5 подсказок для родителей Как узнать, что подросток в опасности: 5 подсказок для родителей

Какие признаки помогут нам понять, что ребенок думает о самом худшем

Psychologies
Не растениями едиными: как люди используют животных в медицине Не растениями едиными: как люди используют животных в медицине

Словосочетание «лекарственные животные» порой вызывает недоумение

Вокруг света
Сибирский КОТ, или Прототип термоядерного реактора нового поколения Сибирский КОТ, или Прототип термоядерного реактора нового поколения

Как на промышленных предприятиях воспитывают сибирского КОТа

Наука
Великий недогерой Великий недогерой

Ксения Рождественская о французском актере Жане-Луи Трентиньяне

Weekend
Павел Чинарев Павел Чинарев

Актер Павел Чинарев — о современном театре, Собянине и фрилансе

Собака.ru
Чума на вашу голову! Как зародилась чёрная смерть Чума на вашу голову! Как зародилась чёрная смерть

История возбудителя трех известных чумных пандемий

Наука и жизнь
Колин Варвар: «Хочу, чтобы говорили не о моей силе духа и кровище, а отмечали мою технику бокса» Колин Варвар: «Хочу, чтобы говорили не о моей силе духа и кровище, а отмечали мою технику бокса»

Колин Варвар о детстве в маленьком городке, работе на заводе и мотивации

Maxim
Альпы зарастают деревьями. Почему это тревожит ученых? Альпы зарастают деревьями. Почему это тревожит ученых?

За сорок лет склоны Альпийских гор стали зеленее на 77%, и это только начало

Вокруг света
Открыть в приложении