Kryštály času: Podivné štruktúry - Alternatívny Pohľad

Kryštály času: Podivné štruktúry - Alternatívny Pohľad
Kryštály času: Podivné štruktúry - Alternatívny Pohľad

Video: Kryštály času: Podivné štruktúry - Alternatívny Pohľad

Video: Kryštály času: Podivné štruktúry - Alternatívny Pohľad
Video: Úžasné opustené francúzske panstvo z 18. storočia | Legitímna časová kapsula minulosti 2024, Jún
Anonim

Teoretici sa domnievajú, že ak existujú kryštály v trojrozmernom priestore, potom môžu rovnaké kryštály existovať aj v čase.

Symetria je jedným zo základných pojmov v modernej fyzike. Ide oveľa ďalej ako za obvyklú priestorovú symetriu a zjednodušene povedané spočíva v zachovaní pôsobenia určitých vlastností systému pri určitých transformáciách.

Napríklad bez ohľadu na to, ako je systém orientovaný v priestore, pre ňu naďalej funguje zákon zachovania hybnosti - takto sa prejavuje symetria priestoru. Podobne pri transformácii (vysielania) času sa pre systém prejavuje zákon zachovania energie. Všeobecne v súlade s Noetherovou vetou zodpovedá každému typu symetrie určitý zákon zachovania. Možno ho formulovať a naopak symetricky: zákony zachovania sú dôsledkom základnej symetrie.

Je však známych niekoľko prípadov a že vesmír nevykazuje symetriu, čo, zdá sa, vyplýva z niektorých fyzikálnych zákonov a princípov. Tento jav je známy ako spontánne narušenie symetrie: asymetrické konečné stavy sa objavujú v systéme popísanom symetrickými zákonmi a vyhovujúcim symetrickým počiatočným podmienkam.

Najvýraznejším príkladom symetrie sú známe kryštály s vysoko usporiadaným usporiadaním častíc. Okrem toho možno samotný proces kryštalizácie roztoku nazvať veľmi pozoruhodným príkladom spontánneho narušenia symetrie. V roztoku sú častice usporiadané chaoticky a celý systém je na minimálnej energetickej úrovni. Interakcie medzi časticami sú symetrické vzhľadom na rotácie a nožnice. Po kryštalizácii kvapaliny sa však objaví stav, v ktorom sú obe tieto symetrie narušené: interakcia medzi časticami v kryštáli nie je symetrická.

Kryštály a ich priestorová symetria sú dobre študované - len nedávno pracujúci v USA vedci Al Shapere a laureát Nobelovej ceny Frank Wilczek uvažovali o tom, či vznik takýchto periodicky usporiadaných štruktúr nie vo vesmíre, ale v čase, štruktúr, pri vzniku ktorého dochádza k rovnakému spontánnemu narušeniu symetrie. Vedci prišli na túto otázku kladne - a nie je vôbec prekvapujúce, že tieto štruktúry nazvali „časové kryštály“.

Autori pomocou zložitých matematických výpočtov ukázali možnosť existencie systému na minimálnej energetickej úrovni, ktorý by v dôsledku formovania určitých periodických štruktúr nie v priestore, ale v čase, dospel k asymetrickému konečnému stavu - samotnému „kryštálu času“. Na úrovni bližšie k nám sa to môže prejaviť vo forme periodických zmien určitých termodynamických vlastností systému.