Zlomový bod vo fyzike. Prvýkrát v histórii sme zachytili na video osciláciu časového kryštálu
Vedcom sa podarilo nemysliteľné. Vôbec poprvýkrát v histórii dokázali zaznamenať oscilácie časového kryštálu. Na vytvorenie záznamu poslúžil mikroskop STXM (Scanning Transmission X-ray Microscope) nachádzajúci sa v zariadení BESSY II (Berlin Electron Storage Ring Society for Synchrotron Radiation) v Nemecku. O téme informoval portál ScienceAlert.
Nie je to iba výmysel zo sci-fi filmu
Časové kryštály, v niektorých prípadoch označované aj ako časopriestorové kryštály alebo STC (Space-Time Crystal), sú unikátne štruktúry, ktoré svojim spôsobom môžu pripomínať „klasické“ kryštály. Existenciu časových kryštálov predpovedal teoretický fyzik a laureát Nobelovej ceny Frank Wilczek ešte v roku 2012. Ich existencia bola potvrdená v roku 2017, kedy sa vedcom z University of Maryland a Harvardu podarilo pri ultra-nízkych teplotách vytvoriť iba nanometer veľký časový kryštál, upozornil portál Vice.
V novej štúdii publikovanej v žurnále Physical Review Letters sa skupine nemeckých a poľských vedcov nielenže podarilo vytvoriť STC pri izbovej teplote, ale rovno zaznamenať priebeh oscilácií na video.
Presnejšie tím odborníkov zaznamenal oscilácie len mikrometer veľkého časového kryštálu vyrobeného z magnónu navyše pri izbovej teplote. Video bolo nasnímané prostredníctvom ultra-presného STXM mikroskopu nazývaného Maxymus, ktorý podľa spoluautorky štúdie Giseli Schütz dokáže s mimoriadne vysokou citlivosťou zaznamenávať magnetické javy. Samotné video bolo natočené rýchlosťou až 40 miliárd snímok za sekundu, upozorňuje portál TechExplorist.
Ako sme už spomínali, časové kryštály sú svojim spôsobom podobné „klasickým“ kryštálom, avšak disponujú jednou veľmi špecifickou vlastnosťou. „Klasický“ kryštál je fyzikálne a chemicky rovnorodé teleso s pravidelnou trojrozmernou štruktúrou. Časové kryštály sa, ale na rozdiel od tých klasických, periodicky opakujú nielen v priestore, ale i v čase.
Oscilácie časového kryštálu zaznamenané na video
K štúdiu časových kryštálov sa zvyčajne používajú ultra-chladné magnónovéBose-Einsteinové kondenzáty (BEC). BEC sú považované za piate skupenstvo hmoty a predstavujú kvantovo mechanické skupenstvo bozónov vyskytujúce sa pri teplotách blízkych absolútnej nule. Viac podrobných informácií o BEC, ale aj tom ako dopomohli pri objavení nového druhu supravodivosti nájdeš na tomto odkaze.
Autori štúdie však ku svojmu experimentu pristupovali úplne iným spôsobom. Fyzik Nick Träger spolu so svojim tímom vytvorili mikroskopickú anténu, na ktorú umiestnili pás magnetického materiálu nazývaného permalloy (mäkká zliatina niklu a železa obsahujúca 75 až 80 % niklu).
Následne cez anténu začali vysielať rádiofrekvenčný prúd, čím dokázali generovať oscilačné magnetické pole, ktoré bolo zdrojom energie pre stimulovanie magnónov v magnetickom páse. Pohybujúce sa magnóny potom kondenzovali do vzoru opakujúceho sa v priestore aj v čase.
Magnón je kvazičastica, respektíve koherentné vybudenie elektrónového spinu v materiáli.
Zaujímavosťou je tiež to, že na rozdiel od stojatého vlnenia (jav, kedy má vlnová funkcia v istých polohách hodnotu konštantnú v čase) sa tento vzor vytvoril skôr, ako sa dve zbiehajúce sa vlny vôbec mohli stretnúť a interferovať, čo indikuje, že ide kvantový jav.
Na videu teda môžeme vidieť akési postupne blednúce pásy, ktoré predstavujú absorpciu röntgenového žiarenia štruktúrou magnetického vlnovodu. Tmavé oblasti poukazujú na miesta, kde sa absorbovalo viac röntgenového žiarenia, svetlé naopak na miesta kde došlo k menšej absorpcii. Konečným výsledkom je vizualizácia periodických oscilácií v priestore aj v čase.
Ako píše portál Futurism, ide o prelomový objav, keďže doteraz sme boli schopní pozorovať STC štruktúry iba pri ultra-nízkych teplotách a v štruktúrach veľkých iba niekoľko nanometrov. Vďaka tomuto novému výskumu však vieme, že časové kryštály je možné pozorovať aj vo väčších mierach, mikrometroch, a to na navyše pri izbovej teplote.
Výsledky výskumu tiež naznačujú, že časový kryštál zložený z magnónov môže interagovať s inými magnónmi, s ktorými príde do kontaktu.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Deje sa to len raz za 11 000 rokov. K Slnku sa blíži záhadná planéta a vedci musia konať rýchlo
Neverili vlastným očiam: Vedci v horách našli záhadné ruiny stratenej civilizácie
Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
NASA utratila 23 miliárd dolárov za raketu, ktorá sa rozpadla na kúsky. Trump chce celý projekt zrušiť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Veľká zmena počasia sa blíži: Na Slovensko mieria prvé zrážky po týždňoch sucha, hlásia experti
Izraelsko-iránsky konflikt mení mapu sveta. Ako ho čítať a čo z neho plynie pre Slovensko (ANALÝZA)
Nemocnica pre Startitup opísala realitu krízy: Zatvárame ambulancie, prepúšťame
Od júla si prilepšia státisíce Slovákov. Zisti, či si medzi nimi aj ty. V hre sú milióny eur (PREHĽAD)
Matematička a fyzik z Košíc vytvorili revolučné riešenie: „Máme technológiu s globálnym potenciálom“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Deje sa to len raz za 11 000 rokov. K Slnku sa blíži záhadná planéta a vedci musia konať rýchlo
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- Najlepší film Marvelu posledných rokov je konečne online. Aj so slovenským dabingom
-
- Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Zničil rebríčky sledovanosti. Pokračovanie filmového fenoménu z Netflixu sa predstavuje v prvej ukážke
- Deje sa to len raz za 11 000 rokov. K Slnku sa blíži záhadná planéta a vedci musia konať rýchlo
-
- Stáročia stará záhada má jasnú odpoveď. Vo vnútri Mesiaca našli veľké prekvapenie
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Nový čínsky motor prežil test, ktorý láme fyzikálne zákony. Využíva pohon ako z iného sveta
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
Rusko chce ovládnuť čínsky trh s kľúčovou surovinou, Indii ponúka „oceľové srdce“
Na Slovensku môžeme závidieť. U našich susedov spustili vo vlakoch testovanie Starlinku
Veľká zmena v slovenskej energetike: ZSE a VSE sa spojili, vzniká nová éra
Pre Teslu to už nemôže byť horšie. Na kľúčových európskych trhoch sa prepadla až o 60 %
Trump má vážny problém. Iránski hackeri hrozia, že zverejnia 100 GB dát e-mailov „jeho ľudí“
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP