Танец вечности: как неподвижные кристаллы оживают и играют со временем

Что если представить себе кристаллы, которые не просто статичны, а живут во времени, меняются и движутся? Учёные из Университета Колорадо в Боулдере сделали это возможным, создав кристаллы времени, которые можно увидеть без микроскопа. Это открытие не только удивляет, но и открывает перспективы для новых технологий.

Что такое кристаллы времени?

В отличие от обычных кристаллов с повторяющимся пространственным узором, кристаллы времени обладают структурой, которая периодически повторяется во времени. Представьте маятник или часы, где движение циклично и устойчиво — только гораздо сложнее и тоньше.

"Всё рождается из ничего", — говорит профессор Иван Смалюх.

Достаточно посветить, и возникает целый мир кристаллов времени.

Как учёным удалось сделать кристаллы времени видимыми?

Ранее кристаллы времени были настолько малы, что их можно было наблюдать только с помощью сложной техники. Ханьцин Чжао и Иван Смалюх предложили инновационный метод, используя жидкие кристаллы, знакомые нам по экранам смартфонов.

Они растворили жидкие кристаллы в толуоле и поместили между стеклянными пластинками с красителем. Под воздействием синего, линейно поляризованного света молекулы красителя перестраивались, сжимая жидкие кристаллы и создавая изгибы — так называемые "кинки", которые ведут себя как частицы и взаимодействуют друг с другом.

Почему это важно?

Созданные кристаллы времени двигаются и меняются, как танец эпохи регентства: пары формируются, распадаются, проходят мимо других и снова соединяются. Эти структуры устойчивы даже при изменении температуры, что делает их уникальными.

"В этом и заключается прелесть этого кристалла времени", — говорит Смалюх.

Применение и будущее технологии

Авторы исследования видят множество возможностей для использования своих кристаллов времени:

• защита денежных знаков от подделки с помощью уникальных движущихся водяных знаков, видимых при правильном освещении.
• улучшение передачи данных по оптоволоконным кабелям, что особенно актуально в эпоху цифровых технологий.

Идея кристаллов времени была впервые предложена в 2012 году лауреатом Нобелевской премии Фрэнком Вильчеком. Хотя в чистом виде она признана невозможной, приближённые варианты вызвали большой интерес учёных и даже были случайно обнаружены в детской игрушке.