Физики впервые наблюдали плавление пространственно-временного кристалла

Ученые Шанхайского университета Цзяо Тун впервые стали свидетелями того, как пространственно-временной кристалл теряет свою упорядоченность. В ходе опыта на вибрирующей поверхности размещались сотни пластиковых дисков. Наблюдения показали, что распад этой структуры проходит три четко выраженные стадии. Данную информацию сообщает портал Самара онлайн 24.

Пространственно-временным кристаллом называют систему, где упорядоченность воспроизводится не только в пространстве, но и во времени. Если в привычном кристалле атомы выстраиваются в фиксированную решетку, то здесь колебания создают устойчивый повторяющийся ритм. Итоги эксперимента появились в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В качестве основы использовалась плоская платформа, вибрирующая с частотой 100 Гц. На ней лежали небольшие пластиковые диски, на нижней стороне каждого из которых находилось по шесть наклонных штифтов. При достаточной плотности диски самостоятельно формировали треугольную решетку, и вся конструкция вращалась как единое целое.

Один полный оборот решетки занимал около пяти часов, при том что платформа совершала 100 колебаний в секунду. Это медленное вращение возникало само по себе, а внешняя вибрация лишь служила источником энергии. Синхронное движение сохранялось почти сутки, даже несмотря на значительные помехи.

Чтобы спровоцировать плавление, исследователи сократили количество дисков и уменьшили их плотность. На первом этапе синхронность нарушалась местами, тогда как остальная система продолжала двигаться слаженно. Затем временной ритм пропадал полностью, но пространственная решетка еще большей частью оставалась.

На финальной стадии решетка тоже утрачивала упорядоченность, переходя в состояние, похожее на жидкость. По мнению ученых, потеря временного ритма объясняется ослаблением взаимодействий между частицами, а разрушение решетки — распространением дефектов. Исследователи подчеркивают, что временная и пространственная упорядоченность могут исчезать в результате разных физических процессов.