Czym jest kryształ czasowy

Skoro czas i przestrzeń są jednością to dlaczego nie mogłyby istnieć – oprócz kryształów przestrzennych, także kryształy czasowe? Wychodząc z tego założenia naukowcom z Dortmundu udało się stworzyć taki kryształ czasowy działający najdłużej z dotychczasowych.

Jak powstaje kryształ czasowy?

.Fizycy z Uniwersytetu w Dortmundzie wyjaśniają, że istota zwykłych kryształów przestrzennych polega na tym, że składają się one z powtarzających się, ułożonych obok siebie, takich samych układów atomów. To dzięki temu przyciągają wzrok niezwykłym wyglądem, w tym – gładkimi powierzchniami. 

Dla fizyków jednak czas i przestrzeń tworzą jedność w postaci czasoprzestrzeni. W związku z tym noblista Frank Wilczek z Massachusetts Institute of Technology (USA) w 2012 roku wysunął postulat, że oprócz znanych wszystkim kryształów przestrzennych, powinny istnieć także kryształy czasowe. Miały one same z siebie zmieniać swoją postać – w ten sposób, że okresowo przechodzą przez kolejne konfiguracje. 

Idea ta została wykorzystana w filmie „Avengers: Endgame” z 2019 roku.

Od 2017 roku naukowcom udawało się tworzyć pewne kryształy czasowe, choć nie były one dokładnie tym, o czym mówił Frank Wilczek – ich okresy nie były idealnie stabilne.

W 2022 roku w kondensacie Bosego-Einsteina udało się stworzyć regularny, okresowo zmieniający się kryształ czasowy, o jakim pisał Wilczek. Jednak czas życia takiego kryształu liczony był tylko w milisekundach.

Teraz zespół dra Alexa Greilicha przedstawił kryształ czasowy zbudowany z arsenku indowo-galowego, co opisują w artykule naukowym zamieszczonym na łamach „Nature”.

W oświetlanym cały czas krysztale oscylacje są wywoływane przez spiny atomowych jąder, oddziałujące ze spinami elektronów. 

Według dotychczasowych eksperymentów tak stworzony kryształ czasowy może się utrzymać aż przez 40 minut. Istnieje szansa na wydłużenie jeszcze tego czasu. Za pomocą manipulacji w warunkach eksperymentalnych można też wpływać na długość okresu zmian kryształu. Można też doprowadzić do jego „roztopienia się” i utraty właściwości. 

To także interesuje badaczy, ponieważ pojawia się wtedy bardziej chaotyczne zachowanie, które również utrzymuje się przez dłuższy czas. Naukowcy podkreślają, że po raz pierwszy udało się wykorzystać teoretyczne narzędzia do opisu chaotycznego zachowania tego typu układów. 

Fizyka a teoria czasu

.Kryształ czasowy i możliwości jego stworzenia wpisują się mocno w to, czym jest fizyka. Zdaniem publikującego na łamach „Wszystko co Najważniejsze” prof. Carla ROVELLEGO cała nasza fizyka jest w istocie nauką o sposobie, w jaki rzeczy ewoluują „w porządku czasu”. „Einstein postawił sobie pytanie, które być może wszyscy sobie zadawaliśmy w liceum, poznając prawo powszechnego ciążenia: w jaki sposób Słońce i Ziemia „przyciągają się”, skoro się nie stykają i nie ma pomiędzy nimi niczego? Einstein znalazł możliwe wyjaśnienie. Wyobraził sobie, że oba ciała niebieskie nie przyciągają się bezpośrednio, ale każde z nich działa stopniowo na to, co znajduje się pomiędzy nimi. A ponieważ pomiędzy nimi są jedynie czas i przestrzeń, założył, że Słońce i Ziemia oddziałują na czas i przestrzeń wokół siebie, podobnie jak ciało, które zanurzając się w wodzie, wywołuje jej ruchy. Zmiana struktury czasu wpływa na ruch wszystkich ciał, sprawiając, że „wpadają” na siebie” – analizuje prof. ROVELLI, autor książki „L’ordre du temps” (fr. porządek czasu).

PAP/Marek Matacz/WszystkocoNajważniejsze/ad