Увидеть невозможное: физики создали временной кристалл своими руками

Ученые добились сенсационного успеха в изучении загадочных структур, известных как временные кристаллы.

Впервые удалось синтезировать такой объект, видимый без оптики — в форме мерцающих неоновых полос, пульсирующих в унисон. Этот шаг может разбудить инновации в защите данных, случайных генераторах, двумерных кодах и оптике, открывая эру, где время становится материалом для манипуляций.

Феномен, задуманный в 2012-м американским теоретиком Фрэнком Вильчеком, долгое время казался парадоксом, противоречащим основам термодинамики. Но в 2016-м эксперименты подтвердили его реальность. В отличие от привычных кристаллов — алмазов или соли, где атомы упорядочены в пространстве, — эти образования добавляют ритм во времени. Их элементы колеблются с циклом, не зависящим от внешних влияний, ломая симметрию и создавая самоподдерживающийся пульс.

Ханьцин Чжао и Иван Смалюх из Университета Колорадо в Боулдере использовали жидкие кристаллы — основу экранов в гаджетах. Стержневые молекулы, сочетающие текучесть и порядок, зажали между стеклом с фотоактивным покрытием.

Пучок света переориентировал пигмент, вызвав деформации в слое. Эти искажения запустили каскад взаимодействий, породив устойчивые волны — цветные ряби, повторяющиеся часами, несмотря на колебания условий.

Как подчеркивают авторы, достаточно импульса света, чтобы из хаоса родилась гармония. Хотя структура отвечает критериям, пространство для экспериментов огромно: разные среды могут выявить свежие грани. Уже на горизонте — применения в фотонике, сетях связи и антиподделочных системах, где пространственно-временные узоры станут двигателем прогресса.