Veľký úspech vo fyzike: Prvýkrát sa podarilo zachytiť na videu osciláciu časopriestorového kryštálu

Nemecko-poľská spolupráca dokázala veľký úspech. Podarilo sa im zachytiť historicky prvý videozáznam oscilácie časopriestorového kryštálu. Veľkým úspechom je, že štruktúra materiálu má veľkosť mikrometra a celý jav prebehol pri izbovej teplote. 

Kryštál je vo všeobecnosti materiál, ktorý je tvorený usporiadanou mriežkou v mikroskopickej štruktúre. Časový kryštál je rovnaký, avšak poradie nie je definované v priestore ale v čase. Štruktúra sa tak pravidelne mení a osciluje, pričom sa vracia ku konkrétnej konfigurácii, uvádza portál IFL Science.

Elektróny ako častice

Ak spojíte tieto dve definície, dostávate časopriestorový kryštál. Ten bol vytvorený podľa štúdie uverejnenej v časopise Physical Review Letters pomocou zliatiny železa a niklu a umiestnený na malú anténu, ktorá vysielala vysokofrekvenčný signál.

Tento proces spôsoboval špecifické excitačné stavy (zvyšovanie energie) v elektrónoch materiálu. Elektróny sa začali správať ako častica, napriek tomu, že ňou nie sú. Hovorí sa tak o nich ako o magnóne. Magnóny v tomto materiáli je možné vidieť prichádzať dovnútra a von z ich usporiadania pravidelne v priestore a čase.

Prekvapivá veľkosť aj izbová teplota

„Dokázali sme preukázať, že časopriestorové kryštály sú oveľa robustnejšie a rozšírenejšie, ako sa pôvodne myslelo,“ uviedol vo vyhlásení Pawel Gruszecki z fakulty fyziky Uuniverzity Adama Mickiewicza v Poznani. Ďalej dodáva, že ich kryštál kondenzuje pri izbovej teplote a častice s ním môžu interagovať. Navyše, dosiahol veľkosť, ktorá je využiteľná a ich výskum môže mať praktické aplikácie.

Mimoriadne vzrušujúce bolo, že ich časopriestorový kryštál je schopný interakcie s inými magnetmi, ktoré vedci zaviedli do systému.

„Zobrali sme pravidelne sa opakujúci vzorec magnetov v priestore a čase, vyslali sme ich a tie sa nakoniec rozptýlili. Takto sme dokázali, že časový kryštál môže interagovať s inými kvázi časticami. Toto zatiaľ nikto nedokázal priamo v experimente a nie že by to ešte aj natočil na video,“ vysvetľuje Nick Träger doktorand na Inštitúte Maxa Plancka.

Kryštály majú veľké využitie v širokej škále technológií, takže je veľký záujem o ich výskum a rozšírenie aplikácie napríklad pre komunikačné či zobrazovacie technológie.

Pozri aj:

Cestovanie v čase bez paradoxov je podľa mladého fyzika možné. Predstavil svoju teóriu