Mokslininkai pirmą kartą istorijoje parodė tai, kas dar visai neseniai atrodė kaip fantazija – laiko kristalas, matomas žmogaus akimi. Ne vien teorinis skaičiavimų modelis, o realus fizikinis reiškinys, kuris žaižaruoja spalvotomis, banguojančiomis juostomis. Šis atradimas ne tik priverčia stabtelėti iš nuostabos, bet ir atveria duris technologijoms, kurios gali pakeisti mūsų kasdienybę.
Kas iš tiesų yra laiko kristalas?
Įprasti kristalai – deimantas, druska, kvarcas – yra atomų struktūros, pasikartojančios erdvėje. Tai reiškia, kad bet kurią jų dalį galima uždėti ant kitos, ir raštas sutaps. Laiko kristalai remiasi tuo pačiu principu, tačiau jie kuria tvarką ne erdvėje, o laike. Jų dalelės svyruoja pastoviu ritmu, tarsi turėdamos savo vidinį laikrodį, nepriklausomą nuo aplinkos sąlygų. Tokiu būdu laiko kristalai pažeidžia įprastą laiko simetriją – jie gyvena pagal savas taisykles, nepaisydami aplinkinių procesų ritmo.
Dar 2012 metais Nobelio premijos laureato Franko Wilczeko iškelta idėja atrodė beveik eretiška termodinamikos dėsnių atžvilgiu. O 2016-aisiais laboratorijose buvo gauti pirmieji eksperimentiniai įrodymai. Vis dėlto dabar jau kalbama ne apie sudėtingus prietaisų rodmenis, o apie tikrą reiškinį, kurį galima stebėti mikroskopu ir net – tam tikromis sąlygomis – plika akimi.
Pirmą kartą – matomas žmogui
Šį neįtikėtiną proveržį pasiekė Kolorado universiteto Boulderio mokslininkai. Jų eksperimento esmė – paprastos, mums iš LCD ekranų pažįstamos skystųjų kristalų medžiagos. Mokslininkai, vadovaujami prof. Ivano Smalyukho ir dr. Hanqingo Zhao, kristalus patalpino tarp stiklo plokštelių, padengtų šviesai jautria dažų danga. Kai ant jų buvo nukreipta atitinkama šviesa, dažų molekulės pakeitė savo orientaciją ir sukėlė spaudimą skystiesiems kristalams.
Rezultatas pranoko lūkesčius – susidarė sudėtingi, ilgą laiką pasikartojantys judesio raštai, kurie atsispindėjo kaip ryškiaspalvės, banguojančios juostos. Šie raštai kartojosi valandų valandas, nepaisant temperatūros ar apšvietimo pokyčių. Tai reiškia, kad mokslininkai sukūrė pirmąjį pasaulyje laiko kristalą, kurį galime ne tik apskaičiuoti, bet ir pamatyti.
„Juos galima stebėti tiesiogiai mikroskopu, o kartais – net ir plika akimi,“ – pabrėžia dr. Zhao. Šis teiginys skamba tarsi iš mokslinės fantastikos romano, tačiau šiandien jis jau yra tikrovė.
Kodėl laiko kristalas svarbus?
Mokslininkų teigimu, nors visi būtini kriterijai, kad struktūra būtų vadinama laiko kristalu, jau įvykdyti, tyrimai dar tik prasideda. Ne iki galo aišku, kaip šie kristalai elgsis įvairiomis sąlygomis, kokie bus jų ribotumai, kiek stabiliai jie išliks ilgesnėse sistemose. Tačiau prognozės skamba intriguojančiai.
Laiko kristalai gali tapti pagrindu visiškai naujoms technologijoms. Jie galėtų būti panaudoti optiniuose įrenginiuose, fotonikos generatoriuose, telekomunikacijose, o taip pat – kaip priemonė kovoti su klastojimu. Kadangi jų struktūros yra itin specifiškos ir sunkiai atkartojamos, jos galėtų tapti savotiškais „fizikiniais parašais“.
Nuo mokslo teorijos iki praktikos
Tai, kas dar prieš dešimtmetį atrodė neįmanoma, šiandien jau peržengia laboratorijos ribas. Stebint neonines bangas, kurios išduoda laiko kristalo buvimą, nejučia kyla mintis, jog įprasta mokslinė logika čia susipina su estetika ir menine vizija. Pirmą kartą fizikos objektas tampa ne tik tyrimų, bet ir vizualinės patirties dalimi.
Ar tai bus tik trumpalaikė mokslo sensacija, ar ilgainiui pamatysime realius produktus, pagamintus naudojant laiko kristalus – dar anksti pasakyti. Vis dėlto istorija rodo, kad didieji fizikos atradimai dažnai sukelia technologijų revoliucijas. Radijo bangos, lazeriai, puslaidininkiai – visa tai kadaise buvo „grynosios fizikos“ objektai, o dabar be jų sunkiai įsivaizduojame šiuolaikinį gyvenimą.
Laiko kristalai gali tapti dar vienu žingsniu šioje grandinėje. Jie atveria naują erdvę mąstymui apie laiką, energiją ir tvarką visatoje. O mums belieka stebėtis ir laukti, kur šis mokslo stebuklas nuves – ar į dar ryškesnius ekranus, tobulesnes komunikacijos sistemas, ar į visiškai netikėtą ateities technologiją, kurios šiandien dar nesugebame įsivaizduoti.
Platesnį paaiškinimą apie šiuos laiko kristalus anglų kalba galite peržvelgti šiame Youtube
Nuotraukos asociatyvinės © Canva.
