Американські науковці довели, що час може мати фізичну форму

Дослідники з Нью-Йоркського університету показали, що так званий «часовий кристал» може виникати не лише у складних квантових системах, а й у простій класичній установці — за допомогою звукових хвиль і кульок із пінополістиролу. Експеримент продемонстрував стабільну часову структуру, яка самостійно повторюється у часі без зовнішнього ритму, що робить її одним із найчистіших прикладів класичного часового кристала.

Часові кристали — це особливий тип поведінки системи, коли вона коливається у часі з власною періодичністю. Якщо звичайні кристали мають впорядковану структуру у просторі, то тут повторюється часовий «візерунок», який виникає з внутрішньої взаємодії елементів, а не задається зовнішнім сигналом.

Акустична система левітації, яку використовують дослідники. (Центр досліджень м’яких речовин Нью-Йоркського університету)

У досліді використовували крихітні кульки діаметром один-два міліметри, які левітували у стоячій звуковій хвилі. Хвиля сама по собі не має ритму, але після введення кульок вони починали взаємодіяти між собою через відбиття звуку. Через різницю у розмірах більша кулька впливала на меншу сильніше, ніж навпаки, і ця неодноспрямована взаємодія змушувала їх входити у стійкі коливання.

Спостереження показали, що така конфігурація може залишатися стабільною протягом годин, формуючи не випадкові флуктуації, а надійний режим повторюваних коливань. Важливо, що для цього достатньо лише двох частинок — мінімально можливої системи.

Хоча практичні застосування поки що не визначені, дослідження відкриває нові можливості для вивчення взаємодій у макроскопічних системах і демонструє, що навіть складні фізичні явища можна досліджувати за допомогою дуже простих засобів.