Пространственно-временные кристаллы походят на нечто из разряда научной фантастики, тем не менее, они являются реальными. И, как показали результаты исследований, проведенных учеными из Йельского университета, пространственно-временные кристаллы могут окружать нас, будучи заключенными внутри некоторых самых обычных повседневных вещей. Во время этих исследований ученым удалось неожиданно для себя обнаружить четкие подписи пространственно-временных кристаллов внутри кристалла самого обычного вещества, которое входит в состав почти каждого набора для детей из разряда «Юный химик».
Обычные кристаллы имеют структуру, состоящую из чередующихся в трехмерном пространстве образцов кубической, шестигранной и других форм, из которых и состоит их кристаллическая решетка. Но, в 2012 году ученый-физик и Лауреат Нобелевской премии Франк Вилкзек (Frank Wilczek) из Массачусетского технологического института предложил концепцию, согласно которой могут существовать кристаллы, элементы структуры которых повторяются не только в пространстве, но и во времени. Это означает, что структура этих кристаллов или другие их параметры, такие, как направление вращения атомов, к примеру, циклически колеблются со строго определенной частотой.
Существование пространственно-временных кристаллов было подтверждено в 2016 году, когда группе исследователей из Калифорнийского университета в Беркли удалось впервые создать такой кристалл в лабораторных условиях.
Это вдохновило ученых из Йеля начать поиски уникальных подписей подобных кристаллов внутри других твердых объектов. И первая такая подпись была обнаружена в кристаллах фосфата моноаммония (monoammonium phosphate, MAP), вещества, которое очень хорошо кристаллизуется и содержится в наборах для детей, интересующихся выращиванием различных кристаллов. А для поиска следов наличия пространственно-временных кристаллов ученые использовали достаточно обычную установку магнитно-ядерного резонанса.
«Проведенные нами измерения параметров исследуемых кристаллов с самого начала начали выглядеть поразительно» — рассказывает Шон Барретт (Sean Barrett), научный руководитель данного проекта, — «Подписи дискретных временных кристаллов (discrete time crystal, DTC) были найдены в самых разных вещах, в том числе и детских наборах для выращивания кристаллов».
Обнаружив пространственно-временной кристалл, ученые провели над ним несколько экспериментов и проверили некоторые предположения касательно квантовой природы данного явления. Эта странная находка поднимает больше вопросов, нежели дает ответов с учетом того, что пространственно-временные кристаллы были созданы в лаборатории университета в Беркли в достаточно особых и чрезвычайных условиях окружающей среды. И главным вопросом является вопрос о том, как такие кристаллы могут формироваться естественным путем?
