Физики создали кристалл пространства-времени и наблюдали его разрушение
Ученые из Шанхайского университета Цзяо Тун впервые зафиксировали процесс разрушения пространственно-временного кристалла. В ходе эксперимента использовались сотни пластиковых дисков, размещенных на вибрирующей платформе. Исследование продемонстрировало, что уникальная структура теряет свою упорядоченность в три этапа. Об этом сообщает портал Science XXI.
Пространственно-временной кристалл представляет собой систему, где упорядоченная структура повторяется не только в пространстве, но и во времени. В обычных кристаллах атомы формируют регулярную решетку, а в данном случае устойчивый повторяющийся ритм создают колебания частиц. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Экспериментальная установка состояла из плоской платформы, колеблющейся с частотой 100 Гц. На ней находились небольшие пластиковые диски с шестью наклонными штифтами на нижней стороне. При высокой плотности дисков они выстраивались в треугольную решетку и начинали вращаться как единое целое.
Полный оборот решетки занимал около пяти часов, несмотря на то, что платформа совершала 100 колебаний в секунду. Это медленное движение возникало независимо от внешней вибрации, которая лишь передавала дискам энергию. Синхронное вращение сохранялось почти сутки, даже при наличии заметных помех.
Для запуска процесса разрушения исследователи уменьшили количество дисков и снизили их плотность. Сначала синхронность нарушалась на отдельных участках, в то время как остальная система продолжала двигаться согласованно. Затем временной ритм полностью исчезал, но пространственная решетка сохранялась в значительной степени.
На последнем этапе разрушалась и сама кристаллическая структура, переходя в неупорядоченное состояние, напоминающее жидкость. Ученые связали утрату временного порядка с ослаблением взаимодействий между частицами, а распад решетки — с распространением дефектов. Авторы исследования предполагают, что разрушение порядка во времени и пространстве может происходить по различным физическим механизмам.
