A világon elsőként építettek olyan időkristályt az amerikai Colorado Boulder Egyetem tudósa, amelyet az emberi szem közvetlenül láthat, neonszínű csíkok sorozatában hullámozva. Az anyag felépítése új, hamisítás elleni biztonsági rétegek, véletlenszám-generátorok és újfajta optikai eszközök korszakát hozhatja el – írja a Science Alert. Az ezzel kapcsolatos tanulmány a Nature Materials című tudományos lapban jelent meg.
Az időkristály egy meglehetősen újkeletű fogalom. Az amerikai elméleti fizikus, Frank Wilczek jósolta meg a létezésüket még 2012-ben, de néhány fizikus kezdetben elutasította ezt, mivel a létezésük megszegné a termodinamika második főtételét, ami szerint egy zárt, külső hatásoktól mentes rendszer állapotváltozása egy irányba zajlik le, és a termikus egyensúly felé halad.
Az időkristályt a hagyományos kristályokkal szemben nem térben, hanem időben változó elemek alkotják, amelyek meghatározott időnként állapotot váltanak, majd visszaváltanak a kiindulópontra. Ez azonban megszegi az úgynevezett idő-transzlációs szimmetriát, ami lényegében azt mondja ki, hogy a fizikai szabályok (egy tárgy szerkezetét meghatározó fizikai szabályok is) még az idő múlásával is változatlanok maradnak.
2016-ban aztán kiderült, valóban léteznek, amerikai fizikusok ugyanis meg tudták figyelni egy kísérlet közben. Azóta sok minden történt a területen, brit kutatóknak például sikerült összekapcsolniuk két időkristályt, amit korábban lehetetlennek tartottak.
Hanqing Zhao, az egyetem fizikusa kollégájával, Ivan Smalyukh fizikussal folyadékkristályokból alkotta meg az időkristályt, vagyis ugyanabból az anyagból, amelyek az LCD-kijelzőkben is ott vannak. Ezek rúd alakú molekulákból állnak, amelyek egy kicsit úgy viselkednek, mint egy folyadék, és egy kicsit úgy, mint egy kristály.
A kutatók a folyadékkristályt fényérzékeny festékkel bevont üveglapok közé helyezték. Amikor bizonyos típusú fénnyel világították meg a mintát, a festékmolekulák polarizálódtak, vagyis megváltoztatták orientációjukat, nyomást gyakorolva a folyadékkristályra. Ez a nyomás töréseket hozott létre a folyadékkristályban, amelyek komplex lépések sorozatában kölcsönhatásba léptek egymással, olyan mozgásmintát generálva, amely órákon át ismétlődött, még változó fény- és hőmérsékleti viszonyok között is.
Ezeket a mintákat a mintában hullámzó színes csíkok sorozataként figyelték meg.
Zhao and Smalyukh, Nat. Mater., 2025
Bár a tanulmány szerzői szerint az anyag megfelel az időkristályokra vonatkozó szigorú meghatározásának, számos olyan terület lehet, amelynek vizsgálata eddig nem ismert felhasználási módokat adhat a jelenségnek.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
