Петербургские физики описали истинные кристаллы времени

Группа ученых из Университета ИТМО смогла составить описание истинных кристаллов времени. То, что они существуют, предположил семь лет назад лауреат Нобелевской премии по физике Франк Вильчек, указавший, что существует особый вид материи, способный двигаться даже в состоянии покоя. Этот тип материи стали называть истинными или квантовыми кристаллами времени.

Тема кристаллов при обсуждении теории Вильчека во многом метафорична. Как кристаллическая решетка обладает вполне понятной и жесткой структурой, так и время с пространством прочно увязаны между собой. По крайней мере, так следует из теории относительности Эйнштейна.

Атомы в кристаллах нельзя перемещать в произвольном порядке. Например, структура не совместится, если атомы сдвинут чуть ближе друг к другу. Этот феномен получил название нарушения трансляционной симметрии.

Но раз нарушение этой симметрии существует в пространстве, то возникает вопрос: а возможно ли это во времени? Вильчек предположил, что это возможно.

Петербургские ученые из Университета ИТМО в своей статье в журнале Physical Review Letters теоретически описали те самые кристаллы времени.

Как следует из релиза Университета ИТМО, еще пять лет назад ученые смогли в условиях температуры, приближенной к абсолютному нулю добиться того, чтобы система атомов меняла магнитное поле не раз в наносекунду, когда направлялся импульс, а раз в две наносекунды. Эту особенность исследователи назвали дискретными кристаллами времени.

И хотя это стало прорывом в доказательстве идей Вильчека, главной проблемой оставалось то, что намагниченность менялась под воздействием импульсов извне.

Группа исследователей ИТМО за основу взяла идею нелокальных взаимодействий атомов, когда атомы в меняющихся условиях влияли не на соседние, а на все в кристаллической решетке.

Расчеты показали, что материал может произвольно нарушать трансляционную симметрию во времени, например, менять намагниченность.

По сути, исследователи задали параметры среды, которой не может быть создано в мире, но пока исследования ведутся в теоретической плоскости, исследователи могут использовать их при расчетах.