სიახლეები
ჩვეულებრივი კრისტალები ხასიათდება განმეორებადი სტრუქტურებით, მათი ატომები ქმნიან მოწესრიგებულ სივრცულ სისტემებს. 2012 წელს ფრენკ ვილჩეკმა (Frank Wilczek, 2004 წლის ნობელის პრემიის ლაურიატი ფიზიკაში) თეორიულად შემოგვთავაზა დროის კრისტალის კონცეფცია, როგორც პერიოდული სტრუქტურა მეოთხე (დროით) განზომილებაში. ვილჩეკის იდეის თანახმად დროის კრისტალს ქმნის კვანტურ სისტემა, რომელიც მინიმალური ენერგიის მდგომარეობაში (სადაც კლასიკური მოძრაობა წყდება) ასრულებს უსასრულო პერიოდულ მოძრაობას. მიუხედავად ბრუნვისა ასეთი სისტემა რჩება ძირითად მდგომარეობაში, რადგან კვანტური მოძრაობით არ შეიძლება სისტემის ენერგიის გაზრდა.
პირველი დროის კრისტალის შექმნა ლაბორატორიაში მხოლოდ შარშან მოახერხეს მერილენდის უნივერსიტეტის (აშშ) ფიზიკოსებმა. გამოყენებული იქნა საკმაოდ რთული მეთოდიკა, იტერბიუმის ატომების (Yb, იშვიათმიწა ელემენტი, ატომური ნომერი 70) სისტემის წერტილოვანი ლაზერული დასხივება. იელის უნივერსიტეტის (აშშ) ფიზიკოსების მიერ ჟურნალებში Physical Review Letters და Physical Review B მაისის ნომრებში გამოქვეყნებულ ახალ სტატიებში კი ნაჩვენებია, რომ დროის კრისტალები არსებობენ მარტივ სისტემებშიც, მაგალითად მონო ამონიუმის ფოსფატში (ერთ-ერთი გავრცელებული მინერალური სასუქი). ეს ნივთიერება ხშირად გამოიყენება ქიმიის გაკვეთილებზე ლამაზი კრისტალების ზრდის სადემონსტრაციოდ, ანუ დროის კრისტალის სინთეზი იმდენად მარტივია, რომ ეს ბავშვსაც კი შეუძლია განახორციელოს.
გამოყენებული მასალის ხელმისაწვდომობა აადვილებს ვილჩეკის კრისტალის პრაქტიკულ გამოყენებას. დროის კრისტალში ყველა ატომი გარკვეული მიმართულებით ბრუნავს. აღმოჩნდა, რომ ელექტრო-მაგნიტური ტალღების დასხივებისას ეს მიმართულება იცვლება, თანაც ამ ცვლილებას აქვს ფიქსირებული სიხშირე არაპერიოდული იმპულსების შემთხვევაშიც. ამიტომ დროის კრისტალი შესაძლოა გამოვიყენოთ ზუსტი ატომური საათის შესაქმნელად. მეცნიერების აზრით დროითი კრისტალები შეიძლება აგრეთვე გამოყენებული იქნას ახალი თაობის გიროსკოპებისა და მაგნიტომეტრების შესაქმნელად და დაგვეხმაროს მომავლის კვანტური ტექნოლოგიების შექმნაში.
წყარო:
