Erleben Sie das bahnbrechende erste Video der Raum-Zeit-Kristallisation

Einer deutsch-polnischen Zusammenarbeit ist die erste Videoaufnahme eines Raum-Zeit-Kristalls gelungen. Die sich wiederholende Materialstruktur war mikrometergroß und bei Raumtemperatur, was einen wichtigen Fortschritt bei der Suche nach Anwendungen für diese interessanten Objekte darstellt.

Ein Kristall ist per Definition ein Material, dessen Komponenten in einem Gitter, einer hochgeordneten mikroskopischen Struktur, angeordnet sind. Der Kristall der Zeit ist derselbe, aber die Anordnung wird nicht im Raum, sondern in der Zeit gesehen. Die Struktur verändert sich, oszilliert und kehrt periodisch in eine bestimmte Konfiguration zurück.

Wenn man beides zusammenfügt, erhält man einen Raum-Zeit-Kristall. Der Kristall in dieser Studie wurde aus einem Streifen hergestellt Permalloy (Eisen-Nickel-Legierung) und befestigen sie an einer kleinen Antenne, durch die sie einen Hochfrequenzstrom senden.

Dieser Prozess erzeugte bestimmte angeregte Zustände in den Elektronen dieses Materials. Diese verhalten sich wie ein Teilchen (auch wenn sie es nicht sind), daher werden sie als Quasiteilchen bezeichnet Verrückt. Es ist zu sehen, dass die Magonen in diesem Material periodisch ihre räumliche und zeitliche Anordnung verändern und verlassen: ein perfekter Raum-Zeit-Kristall.

„Wir konnten zeigen, dass diese Raum-Zeit-Kristalle viel leistungsfähiger und weit verbreitet sind als zunächst angenommen“, sagte Co-Hauptautor Pawel Groszicki, Wissenschaftler an der Fakultät für Physik der Adam-Mickiewicz-Universität in Posen. Stellungnahme. „Unser Kristall kondensiert bei Raumtemperatur und Moleküle können mit ihm interagieren – im Gegensatz zu einem isolierten System hat er außerdem eine Größe erreicht, mit der man mit diesem Magnon-Raum-Zeit-Kristall etwas anfangen könnte.“

Besonders spannend war, dass ihr Raum-Zeit-Kristall mit anderen Magnetronen interagieren konnte, die die Forscher in das System geworfen hatten. Kürzlich wurden Zeitkristalle zur Wechselwirkung gebracht, aber dies ist das erste Mal, dass wir uns mit der Wechselwirkung von Quasiteilchen mit einem Raum-Zeit-Kristall befassen.

„Wir haben das sich regelmäßig wiederholende Muster von Madons in Raum und Zeit genommen, weitere Madons ausgesandt und sie haben sich schließlich zerstreut. So konnten wir zeigen, dass ein Zeitkristall mit anderen Quasiteilchen interagieren kann.“ „Lebe in einem Experiment, geschweige denn in einem Video“, sagte Trager, ein Doktorand am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme.

Kristalle sind in einer Vielzahl von Technologien nützlich. Daher besteht großes Interesse daran, wie Zeitkristallstrukturen in Kommunikations- oder Bildgebungstechnologien verwendet werden können.

Die Studie ist veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Untersuchung.

Eine frühere Version dieses Artikels wurde in veröffentlicht Februar 2021.