Кристаллы времени: вещества, существующие вопреки законам природы

Ученые обнаружили необычное поведение веществ, нарушающих фундаментальные симметрии физики. Такое открытие заставит вернуть научное сообщество к изучению фантастических кристаллов времени.

В 2012-м году Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии, и физики-теоретики Массачусетского технологического института разработали идею о существовании структур, способных двигаться без использования энергии, так называемые «кристаллы времени». Но теоретические изыскания так и остались лишь грандиозными умозаключениями, воспринимаемыми в научных кругах как «невозможные». Пока не появилась новая статья, подтверждающая существование таких кристаллов, которые вполне могут изменить человеческое понимание окружающего мира и принципов природы.

Суть данных кристаллов в том, что одно их присутствие в природе нарушает пространственно-временную симметрию. Атомы этого вещества двигаются хаотично, но организуясь в явные структуры строк, столбцов и 3D-решеток, тем самым нарушая симметрию частицы. Это нарушение фундаментального закона симметрии природы №1: кристаллы времени просто попирают основной пространственный принцип равнозначности мест. Вильчек, используя данную аномалию, вывел математическое доказательство, демонстрирующее нарушение временной трансляционной симметрии №2: атомы систематически образовывают повторяющиеся решетки во времени, но не потребляя или производя энергии.

Подобное открытие показалось даже Вильчеку дикостью, но рецензированные доказательства говорили сами за себя. Если бы данные изыскания американского физика смог бы кто-нибудь воплотить экспериментально, ученые смогли найти ответ на вопрос сущности времени и как им управлять. И даже классический конфликт общей теории относительности и квантовой механики можно было бы разрешить. Вселенная непрерывного распределения детерминированных чисел, способных поведать абсолютно точно о пространственно-временном искривлении, энергии и массе, смогла бы ужиться с миром, где частицы взаимодействуют друг с другом только при помощи других, связных посредников.

Исследователи из Калифорнийского университета и лабораторной станции Microsoft Q представили свое видении на данную проблему. По их мнению, существуют классификация природных нарушений симметрии: от «явного» до «спонтанного». В первом случае изменение кристаллов будет означать выход из ныне рассматриваемых законов природы, во втором же – частицы будут демонстрировать, что выборочность самой природы: «[Она] сама выбирает условия, при которых возникает симметрия», - сказал Доминик Элс, соавтор статьи.

В данный момент группой ученых экспериментальным путем изучается возможность реализации кристаллов времени Флоке («многочастичные локализованные управляемые системы») в структуре холодных атомов газа. В будущем исследователи ходят создать временной кристалл, захватывая атомы, ионы и сверхпроводящие кубиты, для оценки его действий во времени.

Материал подготовила Виолетта Потапова