Команда физиков из New York University описала новый тип кристалла времени в журнале Physical Review Letters. В отличие от предыдущих экспериментов, эта система достаточно большая, чтобы ее можно было увидеть без специального оборудования и даже подержать в руке. Об этом пишет Gizmodo.
Смотрите также В Южной Индии обнаружили редкий саркофаг возрастом 2300 лет
Как пенопласт и звук создали кристалл времени?
Конструкция состоит из шариков из расширенного полистирола – материала, известного как пенопласт. Их удерживают в воздухе звуковые волны, создающие своеобразную акустическую подушку. Если один шарик просто зависает неподвижно, то группа шариков начинает взаимодействовать между собой и формирует стабильное ритмичное движение – именно так возникает кристалл времени.
Старший автор исследования Дэвид Г. Гриер назвал это открытием в полном смысле слова. По его словам, наиболее удивляет то, что сложное и насыщенное поведение возникло из чрезвычайно простой системы.
Сам термин "кристалл времени" появился в 2012 году благодаря нобелевскому лауреату Frank Wilczek. Если обычные кристаллы имеют пространственную структуру, где атомы формируют постоянную решетку, то кристаллы времени отмечаются периодическими изменениями состояния – их составляющие движутся по повторяющемуся циклу во времени.
Как пишет Science Alert, в течение последнего десятилетия физики создавали различные вариации таких систем, однако они были микроскопическими и существовали недолго. Только в прошлом году исследователи из University of Colorado Boulder представили модель, которую можно было увидеть невооруженным глазом.
Новый эксперимент пошел еще дальше. Каждый шарик в акустическом поле рассеивает звуковые волны и одновременно испытывает влияние волн от других. В результате возникают так называемые несбалансированные взаимодействия, позволяющие системе получать и отдавать энергию. Гриер объяснил, что ключевая особенность заключается в том, что кристалл времени сам выбирает частоту своих колебаний без внешнего управления.
Исследователи также отмечают, что такое взаимодействие не подчиняется классической формулировке третьего закона Ньютона – силы действия и противодействия здесь не являются симметричными. Ведущий автор работы Миа Моррелл сравнила это с двумя паромами разного размера, которые создают волны и влияют друг на друга по-разному в зависимости от своих параметров.
По мнению Гриера, простота этой системы делает ее базовой моделью для изучения явления – своеобразным "водородным атомом" кристаллов времени. Такой подход может помочь понять, как в различных системах спонтанно возникают ритмические процессы – от биологических механизмов сердца до циклов на финансовых рынках.