Команда фізиків із New York University описала новий тип кристала часу у журналі Physical Review Letters. На відміну від попередніх експериментів, ця система достатньо велика, щоб її можна було побачити без спеціального обладнання і навіть потримати в руці. Про це пише Gizmodo.
Дивіться також У Південній Індії виявили рідкісний саркофаг віком 2300 років
Як пінопласт і звук створили кристал часу?
Конструкція складається з кульок із розширеного полістиролу – матеріалу, відомого як пінопласт. Їх утримують у повітрі звукові хвилі, що створюють своєрідну акустичну подушку. Якщо одна кулька просто зависає нерухомо, то група кульок починає взаємодіяти між собою і формує стабільний ритмічний рух – саме так виникає кристал часу.
Старший автор дослідження Девід Ґ. Ґрієр назвав це відкриттям у повному сенсі слова. За його словами, найбільш дивує те, що складна і насичена поведінка виникла з надзвичайно простої системи.
Сам термін "кристал часу" з'явився у 2012 році завдяки нобелівському лауреату Frank Wilczek. Якщо звичайні кристали мають просторову структуру, де атоми формують сталу ґратку, то кристали часу відзначаються періодичними змінами стану – їхні складові рухаються за повторюваним циклом у часі.
Як пише Science Alert, протягом останнього десятиліття фізики створювали різні варіації таких систем, однак вони були мікроскопічними та існували недовго. Лише торік дослідники з University of Colorado Boulder представили модель, яку можна було побачити неозброєним оком.
Новий експеримент пішов ще далі. Кожна кулька в акустичному полі розсіює звукові хвилі і водночас відчуває вплив хвиль від інших. У результаті виникають так звані незбалансовані взаємодії, що дозволяють системі отримувати і віддавати енергію. Ґрієр пояснив, що ключова особливість полягає в тому, що кристал часу сам обирає частоту своїх коливань без зовнішнього керування.
Дослідники також зазначають, що така взаємодія не підпорядковується класичному формулюванню третього закону Ньютона – сили дії і протидії тут не є симетричними. Провідна авторка роботи Міа Моррелл порівняла це з двома поромами різного розміру, які створюють хвилі і впливають один на одного по-різному залежно від своїх параметрів.
На думку Ґрієра, простота цієї системи робить її базовою моделлю для вивчення явища – своєрідним "водневим атомом" кристалів часу. Такий підхід може допомогти зрозуміти, як у різних системах спонтанно виникають ритмічні процеси – від біологічних механізмів серця до циклів на фінансових ринках.