Kryształy czasu naruszają znane nam prawa fizyki.
W lutym 2012 r. Laureat Nagrody Nobla Frank Wilczek przedstawił swoją niezwykłą ideę publiczności akademickiej. Chociaż wydawało się to niemożliwe, fizyk był w stanie znaleźć oczywiste dowody na istnienie „kryształów czasu” - fizycznych struktur, które poruszają się w regularnych odstępach czasu, jak minutowa ręka zegarka, nieskończenie, bez wydawania energii na ruch i bez zatrzymywania się.
Początkowo odkrycie tymczasowych kryształów zostało powitane przez społeczność naukową w śmiertelnej ciszy. Teoria wydawała się zbyt egzotyczna, w przeciwieństwie do prawa fizyki: „istnienie wieczystego ruchu jest niemożliwe”. Jedynym komentarzem towarzyszącym pojawieniu się teorii ruchu wieczystego było stwierdzenie polskiego fizyka, prof. Jakuba Zakrvskiego: „Po prostu nie wiem”.
Rok po publikacji Wilczek był w stanie potwierdzić teorię w praktyce. I nie ze względu na perpetuum mobile (prawie nigdy, ruchome sieci krystaliczne mogą być używane w ten sposób), ale aby wstrząsnąć fundamentami teorii czasu panującej w świecie naukowym..
Teoria taka jak jest
„Pomyślałem, że postrzegamy kryształy jako coś trójwymiarowego. Wszystko tutaj jest o wiele bardziej skomplikowane, sieć krystaliczna może istnieć w czwartym wymiarze. Cały interes polega na tym, jak będzie się zachowywać w układzie współrzędnych czasowych” - powiedział Wilczek myśli.
Gdy materia krystalizuje, atomy spontanicznie składają się w pewną strukturę trójwymiarowej sieci. Równowaga sił między atomami uniemożliwia im wypełnianie pustych miejsc w tej siatce. Ponieważ wybór miejsca zajmowania atomu jest dyskretny, kryształy naruszają naturalną symetrię przestrzenną. W ten sam sposób, według naukowca, struktury krystaliczne również łamią symetrię czasową, tworząc coś, co porusza się i nie zużywa na nią energii..
Wielki eksperyment
W czerwcu ubiegłego roku grupa fizyków pod kierownictwem nanotechnika Burkeley Syang Zhang wpadła na pomysł stworzenia kryształu w postaci stale obracającego się pierścienia naładowanych atomów, a jeden z twórców stwierdził, że pomysł pojawił się nawet przed Wilchekiem..
Eksperyment z Burkley zajmie, według samych eksperymentatorów, „od około trzech do nieskończoności”, w zależności od nieprzewidzianych trudności technicznych i finansowania. Rezultat eksperymentu fizycy wierzą w ostry skok nauki od tymczasowych kryształów poza granice takich przestarzałych praw mechaniki kwantowej, do przodu, do większych teorii.
„Zastanawiam się, czy podejmiemy kolejny krok w nauce Einsteina?” - myśli Tongzhan Li, jeden z członków grupy. „Powiedział również, że mechanika kwantowa nie została jeszcze w pełni zbadana”..
Utwórz pierścień jonowy
Schemat eksperymentu, który planują naukowcy z University of Burkley
Zespół fizyków Burkleya zamierza stworzyć kryształy czasu poprzez wstrzyknięcie setek jonów wapnia do małej komory wyposażonej w elektrody. Pole elektryczne doprowadzi jony do „pułapki” o szerokości 100 µm, to jest grubość ludzkiego włosa. Ponieważ ładunki odpychają, jony są rozproszone w przestrzeni pułapki równomiernie wokół zewnętrznej krawędzi, tworząc kryształowy pierścień. Następnie lasery diodowe wyeliminują energię kinetyczną jonów i schłodzą je prawie do zera absolutnego. Ponadto w pułapce zostanie włączone statyczne pole magnetyczne, które według naukowców powinno wywołać rotację jonową. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, fizycy planują „oznakować” jeden z jonów, aby zaobserwować okresowość i szybkość ruchu. „Jeśli” jest kluczowym słowem w tym eksperymencie. „To naprawdę będzie wykraczało poza nowoczesną wiedzę naukową i zrozumienie, zniszczenie symetrii czasowej” - marzy profesor Lee - „Ale najpierw musimy udowodnić, że naprawdę istnieje”..