Создан макроскопический временной кристалл: бесконечное движение под светом

Группа физиков из Университета Колорадо в Боулдере продемонстрировала временной кристалл, поведение которого можно наблюдать не только на квантовом уровне, но и в обычном оптическом эксперименте. Результаты опубликованы в журнале Nature Materials, о работе сообщает SciTechDaily.

Временные кристаллы — это состояния материи, для которых характерна периодичность не только в пространстве, но и во времени. Под воздействием внешнего периодического сигнала система входит в режим устойчивых повторяющихся изменений. В новом эксперименте в роли такой системы выступили жидкокристаллические материалы, по составу похожие на те, что используются в дисплеях.

Учёные поместили раствор жидкокристаллических молекул со специальными красителями в стеклянные ячейки. Без внешнего воздействия структура оставалась статичной. При облучении светом заданных параметров молекулы красителя вызывали перестройку и локальное сжатие жидкого кристалла. Это приводило к образованию множества топологических дефектов — вихревых структур, которые начали двигаться и взаимодействовать друг с другом.

Наблюдения под микроскопом показали, что эти дефекты формируют устойчивые, постоянно повторяющиеся паттерны движения, визуально проявляющиеся как цветные, меняющиеся полосы. Исследователи отмечают, что такие структуры удивительно стабильны: они продолжают «работать» при изменении температуры и не требуют сложной техники для запуска, достаточно лишь включить свет.

Ранее временные кристаллы удавалось реализовать только в сильно контролируемых квантовых системах, например, при манипуляции состояниями атомов с помощью квантового процессора. Текущее достижение отличается макроскопическими масштабами и наглядностью: эффект можно наблюдать напрямую, а не только через косвенные измерения.

Авторы объясняют, что ключевую роль играют топологические узлы в жидком кристалле, которые под действием света не исчезают, а переходят в циклическое движение. Такая особенность делает систему потенциально применимой в прикладных задачах. В качестве примеров называются динамические защитные элементы для банкнот и документов, которые проявляют уникальный движущийся узор при подсветке, а также перспективные платформы для хранения и кодирования данных за счёт сложных временных паттернов. Исследователи отмечают, что возможные области использования технологии пока только начинают формулироваться, сообщает miranews.ru.

Обратите внимание: Идеальное картофельное пюре: лучший гарнир на Новый год 2026 — подойдет даже на каждый день