Ученые из института Мэриленда (University of Maryland) и Калифорнийского института в Беркли (University of California-Berkeley) удачно создали что-то, создание чего же считалось ранее теоретически невозможным. Сиим что-то является цепочка ионов, которая представляет собой 1-ое воплощение так называемого пространственно-временного кристалла, кристалла, структура которого состоит из частей, которые повторяются не только в пространстве, но и во времени. Само существование таковых кристаллов нарушает некоторые из базовых физических законов, что служит предпосылкой возникновения ряда экзотических эффектов. К примеру, часы, построенные на базе такового кристалла, будут «тикать» и после тепловой погибели Вселенной, в момент, когда все движение остановится и время, по мнению неких ученых, попросту остановиться.
В то время, как обыденные кристаллы имеют кристаллическую решетку, которая состоит из схожих чередующих элементов, пространственно-временной кристалл находится в движении, ворачиваясь к определенному виду через равные промежутки времени. При этом, для обеспечения движения частей пространственно-временного кристалла и изменения его структуры не требуется никакой энергии, черпаемой из наружного источника. Теоретическую возможность создания таковых кристаллов в 2012 году обосновал Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek), физик из Массачусетского технологического института, хотя большая часть других ученых отрицала и продолжает отрицать эту возможность.
Сделанный учеными временной кристалл представляет собой квантовую кольцевую систему, которая состоит из атомов иттербия, которые могут вращаться в 2-ух направлениях, вверх или вниз. Используя свет лазера, ученые контролировали направление вращения ионов, которые находятся в одной из половин круглой цепочки. В сделанной квантовой системе вращение каждого оказывает действие на соседние ионы и такое влияние привело к тому, что «перевернутые» ионы, пройдя в большинстве случаев полный круг, ворачиваются в свое исходное состояние. При этом, время возврата в начальное состояние ровно в два раза превосходит время, затраченное ионом на прохождение пути от условного начала круга до точки его «переворачивания».
Ученые узнали, что ионы возвращаются к оригинальной ориентации направления их вращения постоянно с одинаковой скоростью, которая не зависит от момента времени и точки места. Это, в свою очередь, указывает на то, что квантовая система реагирует строго определенным образом на «возмущения» в ее состоянии. И все это чрезвычайно напоминает поведение атомов в кристаллической сетке кристалла, которые сдвигаются со собственного места под каким-либо наружным воздействием.
Создание первого образца пространственно-временного кристалла имеет большущее значение для физики из-за того, что существование такового кристалла нарушает фундаментальное физическое понятие, симметрию. А дальнейшие исследования в этом направлении могут привести к выявлению неких совершенно новых законов физики и квантовой механики, на базе которых можно будет сделать технологии, которые сейчас можно считать чем-то из разряда научной фантастики.
