Vědci objevili novou formu časového krystalu, nazývanou „časové rondo“, která zpochybňuje obecně přijímané chápání časového řádu. Tento krystal vykazuje jedinečnou kombinaci řádu a chaosu, osciluje ve vzoru, který se opakuje v delším časovém měřítku navzdory krátkodobé nepředvídatelnosti. Tento objev otevírá nové možnosti pro studium základní povahy času a schopnosti hmoty udržovat časovou strukturu.
Za tradiční časové krystaly
Poprvé teoretizováno v roce 2012 a pozorováno v roce 2016, časové krystaly jsou materiály, jejichž atomy vibrují v opakujících se vzorcích bez potřeby externího energetického vstupu. Na rozdíl od běžných krystalů s opakujícím se prostorovým uspořádáním vykazují časové krystaly periodicitu v samotném čase. Nedávno objevené dočasné rondo posouvá tento koncept dále.
Namísto toho, aby byl přísně opakovatelný, tento krystal cyklicky prochází obdobími řádu a nepořádku. Je to obdoba hudebního ronda, skladby, která střídá opakující se téma s kontrastními variacemi. Jak vědci poznamenali, vzor připomíná Mozartovo „Rondo a la Turkish“, odtud název.
Objednávka uvnitř chaosu
Experimentální uspořádání zahrnovalo manipulaci s defekty v atomovém měřítku – konkrétně s centry prázdného dusíku – v diamantové mřížce. Pomocí přesně načasovaných laserových pulzů vědci hyperpolarizovali jádra uhlíku-13 a srovnali jejich rotace do směsi periodických a náhodných vzorů.
Klíčovým zjištěním bylo, že i přes krátkodobou poruchu v každém pulzním cyklu se celkový stav krystalu opakoval na začátku každého nového cyklu. Toto chování je podobné stroboskopickému světlu zachycujícímu opakující se vzor v rotujícím kole: jednotlivé snímky mohou působit chaoticky, ale celkový pohyb je předvídatelný.
Kódování informací v čase
Aby vědci demonstrovali ovladatelnost, dokonce zakódovali text do časování laserových pulsů pomocí standardního formátu ASCII. Zpráva zněla: “Experimentální pozorování dočasného krystalického ronda. Časová porucha v časoprostorovém řádu.”
I když to nemá bezprostřední praktickou aplikaci, naznačuje to, že časový řád může být manipulován tak, aby předával informace.
Důsledky pro základní fyziku
Objev časového krystalického ronda rozšiřuje naše chápání časového řádu za přísnou periodicitu. Dlouhodobá stabilní koexistence dlouhodobého časového řádu a mikromotorické poruchy v krátkodobém měřítku naznačuje, že hmota může udržovat strukturu v průběhu času, i když je vystavena chaotickým silám.
Tento výzkum otevírá nové možnosti pro studium základní povahy času a schopnosti hmoty udržovat časovou strukturu, což může vést k průlomům v kvantové fyzice a materiálové vědě.
Schopnost ovládat a manipulovat s časovým řádem může mít dalekosáhlé důsledky, i když praktické aplikace zůstávají vzdálené. Time Crystal Rondo představuje významný krok k využití síly samotného času.
