Een Duits-Poolse samenwerking is erin geslaagd de eerste video-opname van een ruimte-tijdkristal te maken. De zich herhalende materiaalstructuur had micrometergrootte en was op kamertemperatuur, wat een belangrijke stap voorwaarts betekende in het vinden van toepassingen voor deze interessante objecten.
Een kristal is per definitie een materiaal waarvan de componenten in een rooster zijn gerangschikt, een zeer geordende microscopische structuur. Het kristal van de tijd is hetzelfde, maar de opstelling wordt niet in de ruimte gezien, maar in de tijd. De structuur verandert, oscilleert en keert periodiek terug naar een bepaalde configuratie.
Voeg de twee samen en je krijgt een ruimte-tijdkristal. Het kristal in dit onderzoek is gemaakt met behulp van een strookje permalloy (ijzer-nikkellegering) en plaats ze op een kleine antenne waardoor ze een radiofrequentiestroom sturen.
Dit proces produceerde specifieke aangeslagen toestanden in de elektronen van dit materiaal. Deze gedragen zich als een deeltje (ook al zijn ze dat niet), daarom worden ze quasideeltjes genoemd Gek. Je kunt zien dat de magons in dit materiaal periodiek in en uit hun opstelling gaan, zowel in ruimte als in tijd: een perfect ruimte-tijdkristal.
“We hebben kunnen aantonen dat deze ruimte-tijdkristallen veel krachtiger en wijdverspreider zijn dan aanvankelijk werd gedacht”, zegt co-hoofdauteur Pawel Groszicki, een wetenschapper aan de Faculteit der Natuurkunde van de Adam Mickiewicz Universiteit in Poznań. stelling. “Ons kristal condenseert bij kamertemperatuur en moleculen kunnen ermee interageren – in tegenstelling tot een geïsoleerd systeem. Bovendien heeft het een omvang bereikt die kan worden gebruikt om iets met dit magnonruimte-tijdkristal te doen. Dit zou tot veel potentiële toepassingen kunnen leiden.”
Wat heel opwindend was, was dat hun ruimte-tijdkristal kon interageren met andere magnetrons die de onderzoekers in het systeem hadden gegooid. Er zijn onlangs tijdkristallen gemaakt om te interageren, maar dit is de eerste keer dat we hebben gekeken naar de interactie van quasideeltjes met een ruimte-tijdkristal.
“We namen het regelmatig herhalende patroon van madons in ruimte en tijd, stuurden meer madons uit, en uiteindelijk verspreidden ze zich. Zo konden we aantonen dat een tijdkristal kon interageren met andere quasideeltjes. Niemand had dat tot nu toe kunnen aantonen ”, legde andere co-auteur Nick Trager, een promovendus aan het Max Planck Instituut voor Intelligente Systemen, uit, “leef in een experiment, laat staan in een video.”
Kristallen zijn nuttig in een breed scala aan technologieën, dus er is grote belangstelling voor de manier waarop tijdkristalstructuren kunnen worden gebruikt in communicatie- of beeldtechnologieën.
Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven.
Een eerdere versie van dit artikel verscheen in Februari 2021.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
