Füüsikud lõid esimest korda ajakristallide kujutised, mida saab vaadata palja silmaga – midagi, mis muidu oleks peetud võimatuks.
Ajakristallid on hämmastav aine vorm, mis aja jooksul muutub ilma energia kasutamiseta – nagu kell, mis käib iseenesest; igavesti.
Seda nähtust kirjeldas teoreetiliselt Nobeli preemia laureaat Frank Wilczek 2012. aastal. 2016. aastal õnnestus teadlastel neid laboritingimustes luua ja 2021. aastal vaadeldi neid Google’i poolt arendatud kvantarvutisüsteemis.
Ajakristallid rikuvad klassikalisi füüsikaseadusi ja võivad avaldada olulist mõju tuleviku tehnoloogiatele, eriti kvantarvutite valdkonnas.
Nüüd on füüsikutel õnnestunud luua nende füüsilised kujutised.
Rühm teadlasi Colorado Ülikoolist Boulderis (USA) on just loonud uue tüüpi ajakristalli, mida on võimalik näha palja silmaga.
Ajakristallid on aine erifase, milles osakesed liiguvad korduvate skeemide järgi – mitte ruumis, nagu tavalised kristallid, vaid ajas.
Teisisõnu: osakesed korduvad mitte ainult ruumis, vaid ka ajas kolmemõõtmelises kristallvõres.
Nad võnguvad kindla mustri järgi, mida saab üksteise peale asetada – nagu kellad, mis käivad iseenesest. See rikub tavalisi ajasümmeetriaid ja toimub sõltumatult ümbritseva keskkonna rütmidest.
Võib kasutada uutes tehnoloogiatest
Nüüd on füüsikud Hanqing Zhao ja Ivan Smaliukh viinud selle kontseptsiooni sammu edasi, kasutades vedelaid kristalle – samu materjale, mida kasutatakse mobiiltelefonide ekraanides.
Siin käituvad molekulid natuke nagu vedelik ja natuke nagu kristall.
Kui kristallid paigutatakse klaasplaatide vahele ja valgustatakse spetsiaalse valguse abil, tekivad nn „kõverused” – väikesed häired, mis hakkavad liikuma ja omavahel suhtlema, moodustades keerukaid mustreid.
Mikroskoobi all näevad need välja nagu psühhedeelsed tiigri triibud ja need liikumised võivad kesta tunde. Kõik algab ühe valguse välgatusega – ja kristallid hakkavad tantsima.
Aja kristallid on stabiilsed. Isegi temperatuuri muutudes liikumine jätkub.
„Neid saab vaadelda otse mikroskoobi all ja eritingimustes isegi palja silmaga,” ütleb Hanqing Zhao pressiteates.
„Kõik sünnib tühjusest. Piisab vaid küünla süütamisest ja tekib terve maailm ajakristalle,” selgitab Ivan Smaljuh.
See avab praktilised rakendamisvõimalused: veemärkidena pangatähtedel, mis ilmuvad nähtavale ainult valguse mõjul, või andmekandjatena suurte andmemahtude jaoks.
Ajakristallid on veel algstaadiumis, kuid selle nähtava versiooniga liigume me võib-olla uue ajastu poole, kus aega mitte ainult ei mõõdeta, vaid ka kujundatakse.
Tulemused on avaldatud ajakirjas Nature Materials.