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
Prirovnávajú ho k Hviezde smrti. Objekt blízko Zeme pred nami celú dobu skrýval obrovské tajomstvo
Z chemikálie vytvorili potravinu. Čínski vedci hlásia úspech, nepotrebovali ani pôdu, vodu a rastlinu
Vedci dostali veľkú nádej. Zistili, kde sú na Marse ukryté stopy dávneho života
Vedci objavili záhadné „zhluky“ v hlbinách Zeme. Môžu kedykoľvek rozpútať peklo, ktoré postihlo dinosaury
Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Rekordný júl: Odvážny Slovák stavil 200-tisíc eur, ďalší zbohatol o 13 332 %
Svetoznámu influencerku zo Slovenska sleduje 6,9 milióna ľudí: Na Tyršáku odhalí, prečo odišla do zahraničia
Vedci rozlúštili 3 000 rokov starý poklad z Babylonu. Pomohla im umelá inteligencia
Polícia vyšetruje úmrtie 4-ročného chlapca. Tragédia sa odohrala pri Liptovskej Mare
Najzamestnávateľ roka ohlásil hromadné prepúšťanie na Slovensku
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- VIDEO: V Kanade natočili pri búrke záhadnú modrú guľu. Môže ísť o fenomén, ktorý rozdeľuje vedu
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Prišla spása spaľovákov. Nový diesel má extrémnu efektivitu a spotrebu, ktorá prekoná aj elektromobil
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- Slováci tajne dovážajú smartfóny z Ázie za stovky eur lacnejšie. Prečo sa im to oplatí a ako škodia operátorom?
- Koniec drahého odsoľovania: Z morskej vody vedci získajú čistú vodu aj drahú surovinu
-
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Benzín a nafta definitívne skončili. Čerpacie stanice ich nahradia „novými“ palivami, vieme kedy
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
Poslanci európskeho štátu chcú zaviesť kuriózny poplatok. Zaplatíš za to, že prechádzaš jeho územím
ÚRSO varuje: Brusel nás môže uvrhnúť do energetickej krízy, môže za to plyn
Slovensko je pod paľbou. Trumpove clá môžu stáť krajinu miliardy aj 20-tisíc miest
Hotovosť je pasé: Slováci prechádzajú na digitálne platby rýchlejšie než kedykoľvek predtým
Energetici idú modernizovať Slovensko. Čaká nás prerábka, aká tu ešte nebola
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP