Ученые смогли создать видимую форму «временного кристалла», который представляет собой необычную фазу материи, движущуюся в бесконечно повторяющихся узорах при воздействии света. Для эксперимента команда использовала жидкие кристаллы, аналогичные тем, что применяются в экранах смартфонов, заставив их формировать вихревые структуры. Эти образования ведут себя подобно частицам и способны самостоятельно циклически изменяться во времени, нарушая привычные представления о статических состояниях вещества.
В недавнем исследовании специалисты из Университета Колорадо в Боулдере применили знакомые материалы для воплощения идеи вечного движения, о чем сообщает SciTechDaily. Полученная ими новая форма фазы материи отличается тем, что ее компоненты остаются в постоянном движении, и, в отличие от всех предыдущих экспериментов в этой области, данный вариант можно наблюдать непосредственно через микроскоп или даже невооруженным глазом при создании особых условий освещения.
Для реализации проекта команда подготовила стеклянные ячейки с жидкими кристаллами из стержневидных молекул, которые при специфическом воздействии света начинают смещаться и образовывать петлевые последовательности движений. Под микроскопом эти образцы демонстрируют узоры, напоминающие красочные и нерегулярные полосы, которые могут двигаться часами. Этот процесс наглядно имитирует концепцию часов, идущих бесконечно долго без использования батареек или внешней проводки.
Идея временных кристаллов, впервые предложенная нобелевским лауреатом Фрэнком Вильчеком в 2012 году, подразумевает организацию структуры не в пространстве, как у алмазов, а во времени. Изначально концепция считалась невозможной, но ученые смогли создать фазы материи, которые при воздействии света сжимаются и образуют узлы. Эти узлы ведут себя как взаимодействующие частицы в сложном танце, который не прекращается даже при изменении температуры образцов.
Авторы научной работы полагают, что такие кристаллы могут найти реальное применение в защите государственных банкнот от подделок, создавая «временные водяные знаки», видимые только при наведении света. Кроме того, наслоение различных временных кристаллов открывает широкие перспективы для создания сверхсложных узоров. Эта технология потенциально позволит инженерам хранить огромные объемы цифровых данных в будущем, открывая новые горизонты для вычислительных систем.