Засад је све ово искључиво теоријско виђење. Истраживачи још нису експериментално потврдили такво стање материје. Ипак, треба подсетити да су и временски кристали, када је концепт први пут предложен, сматрани немогућима. Ако се постојање временске течности докаже, откриће нам нешто ново у вези са сложеним односом реда и хаоса у свемиру.
Kоцка леда је кристал у којем су молекули воде прецизно распоређени у правилну решетку. Kада се отопи, тај ред нестаје и кристално поредак уступа место флуидном стању, а чак и тада молекуле задржавају одређену локалну структуру. Физичари су се запитали шта би се догодило када би се на сличан начин могао отопити кристал чије се устројство понавља у времену, а не само у простору. Резултат би, према њиховој претпоставци, био ново стање материје названо временска течност, пише Science Alert.
Шта су то временски кристали? Док се узорак класичног кристала, попут дијаманта или леда, понавља у простору, временски понавља свој у времену. Реч је о једном од фасцинантних феномена модерне физике. Временске кристале покреће спољашњи извор, на пример ласер, али они не осцилирају у истом ритму. Уместо тога, њихов ритам је стабилна фракција ритма спољног извора; примерице један откуцај кристала на свака два откуцаја ласера. Тај ритам је изразито отпоран на мање сметње споља.
Тим физичара, предвођен Зуом Вангом и Мариосом Х. Михаелом из Института Макс Планк, одлучио је да истражи шта се догађа када покретачка сила није стабилна, него је систем изложен непредвидивим флуктуацијама. Смислили су теоријски модел који се састоји од дводимензионалне решетке интерактивних спинова, налик мрежи сићушних магнетских игала. Та решетка била је повезана с електромагнетском шупљином. Наместо прецизног спољног извора, систем су покретале насумичне топлотне промене, слично као да се загрева. Оне су узроковале осцилације електромагнетског поља у шупљини, а ове су потом деловале на спинове и подстицале их на интеракцију. Иако није постојао прецизан спољашњи ритам, сама шупљина има природну резонантну фреквенцију која је флуктуацијама давала приближан такт.
Симулације су показале да су под одређеним условима спинови почели да осцилирају на половини фреквенције шупљине, иако су их покретале неправилне флуктуације. Међутим, то није био обичан временски кристал. Иако су спинови углавном одржавали свој карактеристичан ритам, повремено би испадали из такта. Истраживачи те прекиде називају временским солитонима – дефектима у временском поретку који нарушавају дугорочну кохерентност, а не уништавају основни ритам. Управо је то кључна одлика. Kао што текућа вода задржава локалну структуру пошто се распадне дугорочни ред њене кристалне решетке, тако су и симулирани спинови задржали краткорочни временски ред, док се дугорочна кохерентност губила. То стање истраживачи су назвали дискретном временском течношћу.
Један од најзанимљивијих резултата јесте да су топлотне промене биле нужне за стварање реда. На ниским температурама биле су преслабе да створе карактеристичан узорак, на високим су постале прејаке и ред се потпуно распао. Уређено стање појављивало се само у средњем температурном распону. То значи да додавање топлоте, односно нереда, може створити ред, али само до одређене границе. „Најупечатљивији аспект дискретних временских течности, и квантних и класичних, јесте идеја да дискретни временски кристал с коначном густоћом тополошких временских дефеката може у просеку обновити симетрију транслације времена”, пишу физичари у научном раду објављеном на електронском репозиторију arXiv. Ово откриће важно је због концепта симетрије транслације времена, принципа према којем закони физике функционишу једнако без обзира на то када их посматрате. Временски кристал нарушава ту симетрију јер успоставља понављајући узорак који издваја одређене тренутке.
У опонашаној временској течности повремени прекиди ритма значе да те разлике у просеку могу нестати. То отвара могућност да временска течност може постојати чак и у топлотној равнотежи, стању у којем се сматрало да се конвенционални временски кристали не могу формирати. Засад је све ово искључиво теоријско виђење. Истраживачи још нису експериментално потврдили такво стање материје. Ипак, треба подсетити да су и временски кристали, када је концепт први пут предложен, сматрани немогућима. Ако се постојање временске течности докаже, откриће нам нешто ново у вези са сложеним односом реда и хаоса у свемиру.
(АI илустрација)
(Индекс)
