Простая установка из бусин, левитирующих под воздействием звука, позволила обнаружить необычный временной кристалл, который нарушает законы физики и может изменить будущие технологии.
Исследователи из Нью-Йоркского университета разработали уникальную модификацию временного кристалла — особой формы материи, частицы которой движутся в устойчивых периодических циклах. Временные кристаллы, впервые предсказанные около десяти лет назад, до сих пор не нашли практического применения. Тем не менее, они рассматриваются как перспективные для квантовых вычислений и новых методов хранения данных, сообщает ScienceDaily.
В отличие от предыдущих экспериментов, новая установка основана на звуковой левитации: маленькие частицы из пенополистирола удерживаются в воздухе с помощью звуковых волн и взаимодействуют между собой, обмениваясь акустическими сигналами. В ходе эксперимента физики наблюдали необычное поведение: частицы двигались несимметрично, нарушая классический третий закон Ньютона о равенстве действия и противодействия. Более крупные частицы оказывали большее влияние на мелкие, что создавало устойчивый ритм колебаний.
Результаты данного исследования открывают новые горизонты для применения временных кристаллов в технологиях и промышленности. Особенностью новой системы является её простота и наглядность: компактное устройство высотой около 30 см позволяет наблюдать кристалл времени невооруженным глазом. По словам профессора Дэвида Гриера, старшего автора исследования, такие установки могут показаться экзотичными и сложными, однако они способны помочь в изучении биологических процессов, например, циркадных ритмов, где также наблюдаются несимметричные взаимодействия.
Звуковые волны создают «подушку», на которой парят частицы. При их взаимодействии происходит рассеивание звуковых волн, причем более крупные частицы рассеивают звук сильнее, что ведет к неравномерному распределению сил. Это дает возможность частицам начать самостоятельные колебания, формируя устойчивый ритм — аналог временного кристалла.
Таким образом, новая разработка не только расширяет представления о фундаментальных законах физики, но и может стать основой для будущих технологий.
Фото: hi-tech.mail.ru