Először vették fel videóra a furcsa téridő-kristályt

Kutatók sikeresen elkészítették az első téridő-kristályt bemutató videofelvételt. Az ismétlődő anyagszerkezet mikrométeres méretű és szobahőmérsékletű volt, ami jelentős előrelépést jelent abban, hogy az ilyen érdekes objektumok is megtalálhassák a megfelelő felhasználási területét.

A kristály egy olyan anyag, amelynek alkotóelemei rácsba rendeződnek. Az időkristály ugyanilyen, de a rendezettség nem térben, hanem időben jelenik meg.

Mi is a téridő-kristály pontosan, és mire lehet jó később?

Az IFLScience beszámolója szerint szerkezet változik és oszcillál, vagyis periodikusan visszatér egy adott konfigurációhoz.

Képernyőfotó: MaxPlanckSociety/YouTube

Ezt a két tulajdonságot ötvözve megkapjuk a tér-idő kristályt. A tanulmányban szereplő kristályt egy permalloy – vas-nikkel ötvözet – nevű csík felhasználásával hozták létre, és egy apró antennára helyezték, amelyen keresztül rádiófrekvenciás áramot küldtek.

Ez a folyamat az anyag elektronjaiban sajátos gerjesztési állapotokat hozott létre. Annak ellenére, hogy nem részecskék, úgy viselkednek, mintha azok lennének, ezért kvázirészecske-magnonnak nevezik őket.

Az ebben az anyagban lévő magnonok mind térben, mind időben periodikusan be- és kilépnek elrendeződésükből, tehát tér-idő kristályt alkotnak.

“Sikerült megmutatnunk, hogy az ilyen téridő-kristályok sokkal robusztusabbak és elterjedtebbek, mint azt először gondoltuk” – mondta Pawel Gruszecki, a kutatás társszerzője.

“Az általunk előállított kristály szobahőmérsékleten kondenzálódik, és ellentétben egy izolált rendszerrel, a részecskék kölcsönhatásba léphetnek vele. Ráadásul olyan méretet ért el, hogy ezzel a magnonikus téridő-kristályokkal lehet valamit kezdeni. Ez számos lehetséges alkalmazást eredményezhet.”

Ami rendkívül izgalmas volt, hogy téridő-kristályuk képes kölcsönhatásba lépni a kutatók által a rendszerbe dobott más magnonokkal.

Nemrég két időkristály lépett kölcsönhatásba, de ez az első alkalom, hogy kvázirészecskék kölcsönhatását vizsgálták egy téridő-kristállyal.

“Fogtuk a térben és időben rendszeresen ismétlődő magnonok mintázatát, további magnonokat küldtünk be, és azok végül szétszóródtak. Így meg tudtuk mutatni, hogy az időkristály kölcsönhatásba léphet más kvázirészecskékkel.”

“Ezt még senki sem tudta közvetlenül megmutatni kísérletben, nemhogy videón” – magyarázta a másik szerző, Nick Träger, a Max Planck Intézet doktorandusza.

A kristályok a legkülönbözőbb technológiákban hasznosak, így nagy az érdeklődés az iránt, hogy az időkristályszerkezeteket hogyan lehetne kommunikációs vagy képalkotó technológiákban alkalmazni.