Uçan Zaman Kristalleri Çıplak Gözle Görülebilir
Araştırmacılar, çıplak gözle görülebilen bir “zaman kristali” yaratarak, maddenin egzotik halleri üzerine yapılan çalışmalarda çığır açtılar.
Bilim insanları, mikro küreleri kontrol etmek için akustik kaldırma yöntemini kullandılar ve bu sayede mikro kürelerin dış kuvvetler tarafından zorlanmadan kendiliğinden bir ritimle titreşmesini sağladılar.
Bu neden bir “sürekli hareket makinesi” değil? Zaman kristallerini anlamadaki en büyük zorluk, termodinamik yasalarının ihlal edildiği yanılsamasıdır.
Nesne, enerji harcamadan sonsuza dek hareket ediyormuş gibi görünür. Gerçekte, zaman kristali kararlı bir durumdadır; konfigürasyonu değişir ancak alışılagelmiş anlamda sürtünme nedeniyle enerji kaybetmez.
Yeni deneyde, ses enerjisi kaldırmayı sağlar, ancak kristalin “ritmi” konuşmacının frekansına bağlı olmak yerine, sistem içinde kendiliğinden bir simetri kırılması olarak üretilir.
Sıradan bir kuvars kristalini hayal edin: atomları uzayda düzenli bir şekilde sıralanarak tekrarlayan bir desen oluşturur. Bir zaman kristali ise farklı şekilde inşa edilmiştir; yapısı uzayda değil, zamanda tekrarlanır.
Bu tür sistemlerin, zamanın bilindik simetrisini ihlal ettikleri için uzun süre imkansız olduğu düşünülmüştür.
Ancak fizikçiler, belirli sistemlerin sürekli bir dış enerji kaynağı olmadan periyodik hareket sergileyebileceğini kanıtladılar. Yeni bir deneyde, bilim insanları küçük boncukları havada tutmak için ses dalgalarını kullandılar.
Ses basıncı, damlacıklar veya köpük parçacıkları gibi hafif nesneleri yerçekimine karşı tutar. Ancak sihir, farklı boyutlardaki iki parçacık bir araya geldiğinde başlar.
Geri Besleme Senfonisi
Ana etken, yansıyan ses dalgaları aracılığıyla boncuklar arasındaki etkileşimdi. Boyut farklılığı, parçacıkların akustik alana farklı tepki vermesine ve birbirlerini etkilemesine neden olur. Araştırmacılar dört dinamik durum keşfetti; bunlardan ikisi zaman kristali tanımına tamamen karşılık geliyor.
“Ses dalgaları, bir göletin yüzeyindeki dalgaların yüzen bir yaprağa etki etmesiyle aynı şekilde parçacıklara etki eder,” diye açıklıyor baş yazar Mia Morrell.
Nesneler arasındaki etkileşimin, farklı boyutlardaki iki feribotun bir iskeleye yaklaşmasına benzediğini açıklıyor: her biri, farklı yoğunlukta birbirini iten dalgalar yaratır. Önemli olan, ortaya çıkan salınımın, ses frekansının doğrudan bir sonucu değil, eşleştirilmiş sistemin içsel bir özelliği olmasıdır.
Bu çalışma, zaman kristallerinin incelenmesini karmaşık kuantum hesaplama alanından klasik fizik alanına taşıyor. Basit bir görsel model sayesinde, bilim insanları bu tür yapıların uzun vadede nasıl davrandığına dair hipotezleri daha hızlı bir şekilde test edebilecekler.
Sistemin sadeliği şaşırtıcı: Daha önce ultra düşük sıcaklıklar ve lazer tuzakları gerektiren olaylar artık akustik prensiplerle çalışan bir laboratuvar ortamında gözlemlenebiliyor. Bu durum, bilginin bir parçacığın konumunda değil, sonsuz dansının ritminde kodlandığı yeni veri depolama yöntemlerinin ve ultra hassas sensörlerin oluşturulmasının önünü açıyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Uçan Zaman Kristalleri Çıplak Gözle Görülebilir