Дослідники з Нью-Йорка створили незвичайний “кристал часу” з пенопластових кульок, що левітують за допомогою звукових хвиль. Система видима неозброєним оком і демонструє поведінку, яка виходить за межі класичної механіки, повідомляє Gizmodo.
Команда фізиків з New York University описала експеримент у журналі Physical Review Letters. На відміну від попередніх моделей, цей кристал достатньо великий, щоб його можна було побачити і навіть тримати в руках.
Кульки з пенопласту утримуються в повітрі акустичними хвилями, створюючи своєрідну “подушку”. Якщо одна кулька просто зависає нерухомо, група кульок починає взаємодіяти і формує стабільний ритмічний рух – саме так виникає кристал часу.
Старший автор дослідження Девід Г. Гріер зазначив, що дивовижно, як складна поведінка виникла з простої системи. Термін “кристал часу” запропонував у 2012 році нобелівський лауреат Frank Wilczek. Якщо звичайні кристали мають просторову структуру, то кристали часу періодично змінюють свій стан у часі.
Раніше такі системи існували лише в мікромасштабі і недовго, а минулого року вчені з University of Colorado Boulder уперше створили кристал часу, видимий неозброєним оком. Новий експеримент пішов далі: кожна кулька розсіює звукові хвилі і одночасно реагує на хвилі сусідів, створюючи несбалансовані взаємодії, які дозволяють системі обмінюватися енергією самостійно. Гріер підкреслив, що кристал сам обирає частоту коливань без зовнішнього керування.
Автори також відзначають, що взаємодія кульок не підпорядковується третьому закону Ньютона – сили дії і протидії тут несиметричні. Ведуча авторка Мія Моррелл порівняла це з двома паромами різного розміру, які створюють хвилі і впливають один на одного по-різному.
Гріер вважає, що простота системи робить її базовою моделлю для вивчення явища – “водневим атомом” кристалів часу. Такий підхід може допомогти зрозуміти, як у різних системах спонтанно виникають ритмічні процеси – від біологічних циклів серця до фінансових ринків.