Dünya İlk: Fizikçiler, Gerçekten Görebileceğimiz Bir Zaman Kristali Yarattı

İlk kez, insan gözüyle doğrudan görülebilen, neon renkli çizgilerden oluşan dalgalı bir zaman kristali oluşturuldu. Bu malzemenin yapısı, yeni sahteciliğe karşı önlemler, rastgele sayı üreteçleri, iki boyutlu barkodlar ve optik cihazlar dahil olmak üzere yepyeni bir teknolojik olanaklar dünyasının kapılarını açabilir.

Colorado Boulder Üniversitesi'nden fizikçi Hanqing Zhao, “Mikroskop altında ve hatta özel koşullar altında çıplak gözle bile doğrudan gözlemlenebilirler” diyor.

Zaman kristalleri çok yeni bir fenomendir. 2012 yılında ABD'li teorik fizikçi Frank Wilczek tarafından öngörülen zaman kristalleri, başlangıçta bazı fizikçiler tarafından termodinamiğin temel kurallarını ihlal eden bir kavram olarak reddedildi.

Ancak 2016 yılında, bir grup ABD'li fizikçi bir deneyde zaman kristallerini gerçekten gözlemlediklerini bildirdi.

İşte kısa bir özet. Elmas, kuvars ve tuz gibi kristal malzemeler, uzayda tekrarlanan parçacıklardan oluşan üç boyutlu atomik kafeslerdir; atomların kavşaklarda bulunduğu geometrik bir tırmanma oyuncağına benzerler. Kafesin herhangi bir bölümünü alıp başka bir bölümün üzerine mükemmel bir şekilde yerleştirebilirsiniz.

Zaman kristali, zamansal boyutta bir parçacık desenidir: başka bir deyişle, zaman kristalleri sadece uzayda değil, zamanda da tekrar eder. Parçacıkları, üst üste bindirilebilecek şekilde tekrarlanan bir zamanlamayla salınır. Kritik olarak, salınım zaman simetrisini bozar ve çevrelerindeki herhangi bir ritmi hiçe sayar gibi çalışır.

Zaman kristallerinin hem kuantum davranışının araştırılması hem de teknolojik uygulamalar için potansiyeli oldukça heyecan vericidir. Bu nedenle bilim adamları, zaman kristallerinin özelliklerini araştırmayı ve onları harekete geçiren şeyin ne olduğunu bulmayı seviyorlar.

Zhao ve meslektaşı, Colorado Boulder Üniversitesi'nden fizikçi Ivan Smalyukh, zaman kristallerini sıvı kristallerden oluşturdular. Bu kristaller, saatlerde ve televizyonlarda ekran olarak yaygın olarak kullanılan LCD'lerde bulunan malzemeyle aynıdır. Bunlar, biraz sıvı, biraz da kristal gibi davranan çubuk şeklindeki moleküllerden oluşur.

Araştırmacılar, sıvı kristallerini ışığa duyarlı boya ile kaplanmış cam plakalar arasına sıkıştırdılar. Örnek üzerine belirli türde ışıklar tuttuklarında, boya molekülleri polarize oldu veya yönlerini değiştirdi ve sıvı kristal üzerinde baskı oluşturdu.

Bu basınç, sıvı kristalde birbirleriyle karmaşık bir dizi adımda etkileşime giren kıvrımlar oluşturdu ve değişen ışık ve sıcaklık koşullarında bile saatlerce tekrarlanan bir hareket modeli oluşturdu.

Bu modeller, örnekte dalgalı bir dizi renkli şerit olarak gözlemlendi.

Smalyukh, “Her şey yoktan var olur” diyor. “Tek yapmanız gereken ışık tutmak, ve zaman kristallerinin tüm dünyası ortaya çıkıyor.”

Çalışmanın sonuçları zaman kristali olarak sınıflandırılmak için gerekli katı gereklilikleri karşılasa da, araştırmacılar farklı sistemlerde zaman kristallerinin özelliklerinin daha fazla araştırılması için geniş bir alan olduğunu söylüyor. Zaman kristallerinin farklı rejimlerde nasıl ortaya çıktığını araştırırken, araştırmacılar farklı kriterler ortaya çıkabileceğine inanıyor.

Bu arada, şu anda görülebilen pratik uygulama potansiyeli oldukça ilgi çekici.

Zhao ve Smalyukh, “Optik cihazlar, fotonik uzay-zaman kristal jeneratörleri, telekomünikasyon ve sahteciliğe karşı tasarımlarda potansiyel teknolojik uygulamalar, temel araştırmalardaki ilerlemelerin teknolojik faydayı artırabileceği, zaman ve uzay-zaman kristalleri için heyecan verici bir dönemin başlangıcını işaret edebilir” diye yazıyor.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.