Фізики виявили новий стан речовини: рідина тече не в просторі, а в часі

Кристал часу або темпоральний кристал — це особливий стан матерії, в якому атоми перебувають у постійному періодичному русі та повторюють свої стани в часі. У звичайному кристалі атоми впорядковані й повторюються у просторі. Тепер фізики припустили, що існує рідина часу або темпоральна рідина. Хоча поки що це теоретична концепція, це не означає, що такого стану матерії не існує. Раніше вчені вважали, що існування кристалів часу неможливе, але кілька років тому їх вдалося створити. Результати дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише ScienceAlert.

Кристали часу — це одне з найдивовижніших явищ у сучасній фізиці. Уявіть собі кубик льоду. На молекулярному рівні можна побачити, що його кристалічна решітка нагадує тривимірну структуру, в якій певний порядок атомів повторюється у просторі. У кристалах часу поведінка атомів повторюється як у просторі, так і в часі.

У своїй роботі фізики спиралися на принципи існування так званих дискретних кристалів часу. У такому кристалі відбувається не просто періодичне коливання атомів — їх приводить у рух лазер. Але на кожні два такти зовнішнього впливу припадає один такт коливань кристала. Цей ритм кристала відрізняється високою стійкістю.

Дослідники розробили теоретичну модель, згідно з якою існує новий стан речовини — дискретна рідина часу.

Звичайний кубик льоду — це кристал, у якому молекули води впорядковані у вигляді правильної гексагональної решітки. Під час плавлення цей порядок руйнується. Кристалічна структура змінюється хаосом, характерним для рідини. Проте навіть у цьому безладі молекули зберігають певну подібність до структури, взаємодіючи з найближчими сусідами.

Якби кристал часу міг танути, як кубик льоду, це призвело б до виникнення нового стану матерії — рідини часу. У такому стані зберігається локальний порядок у часі, навіть коли глобальний просторовий взаємозв’язок у системі втрачається. Теоретична модель показує, що це можливо.

При цьому рідина часу може існувати в умовах, за яких, як зазвичай вважається, звичайні кристали часу утворитися не можуть.

Наразі все це залишається лише теорією. Якщо існування рідини часу вдасться підтвердити експериментально, це відкриє нові можливості для вивчення того, як матерія реагує на коливання зовнішнього середовища і як із хаосу може виникати порядок.

Коли концепція кристала часу була вперше запропонована у 2012 році, багато фізиків вважали, що неможливо створити такий стан речовини. Тому, можливо, у найближчому майбутньому ми дізнаємося про існування дуже незвичайної рідини.

Інші новини науки

• Астрофізики дійшли висновку, що чорні діри можуть не тільки об’єднуватися в ще більші об’єкти, а й розділятися на дві частини.
• Виявлено найвіддаленішу галактику-кільце: вона утворилася в результаті рідкісної події.