Das Universum ist ein Theater faszinierender Phänomene, in dem sich Materie und Energie Gesetzen beugen, die oft unsere Vorstellungskraft übersteigen.
Ein bemerkenswerter Fortschritt wurde von einem Team der Universität Dortmund in Deutschland erzielt. Diese Forscher haben einen Zeitkristall mit beispielloser Haltbarkeit erschaffen, der die Rekorde der vorherigen Experimente bei Weitem übertrifft. Diese Entdeckung liefert einen konkreten Beweis für eine Theorie, die vor einem Jahrzehnt vom Nobelpreisträger Frank Wilczek vorgeschlagen wurde und seitdem die populäre Vorstellungskraft durch das Kino gefesselt hat.
Kristalle sind für ihre periodische Anordnung von Atomen im Raum bekannt, was zu ihrer Schönheit und einzigartigen Struktur führt. Parallel dazu führt das Konzept des Zeitkristalls eine zeitliche Dimension in diese Periodizität ein. Wilczek schlug vor, dass eine physikalische Eigenschaft beginnen könnte, periodisch im Laufe der Zeit zu variieren, ohne jegliche äußere Einflussnahme. Bis vor kurzem war die Existenz solcher Zeitkristalle ein intensiv diskutiertes Thema in der wissenschaftlichen Gemeinschaft.
Die ersten Manifestationen von Zeitkristallen, die ab 2017 beobachtet wurden, erforderten eine periodische äußere Anregung. Im Gegensatz dazu funktioniert der von dem Dortmunder Team unter der Leitung von Dr. Alex Greilich erschaffene Zeitkristall anders. Unter Verwendung eines Kristalls aus Indiumarsenid und Gallium stellten sie fest, dass die Polarisation der Kernspins spontan Schwingungen hervorrufen kann, und verwirklichten so die Idee eines Zeitkristalls mit einer konstanten zeitlichen Anregung.
Ihr Kristall hat eine Lebensdauer von mindestens 40 Minuten, was zehn Millionen Mal länger ist als die Lebensdauer der zuvor demonstrierten Zeitkristalle. Diese Langlebigkeit bietet eine neue Perspektive auf die Zustände der Materie und ihr Verhalten über lange Zeiträume.
Die Forscher untersuchten auch die Möglichkeit, die Periode des Kristalls durch Anpassung der experimentellen Bedingungen zu verändern. Sie entdeckten, dass bestimmte Änderungen zum "Schmelzen" des Kristalls führen können, d.h. zum Verlust seiner Periodizität, und dabei ein chaotisches Verhalten offenbaren, das lange anhalten kann.
Diese Studie wurde in
Nature Physics veröffentlicht.
Quelle: Nature Physics