Większość ludzi kojarzy kryształy z diamentami i innymi kamieniami szlachetnymi. Jednak dla Normana Yao to tylko wierzchołek góry lodowej. Skoro kryształy mają strukturę atomową, która powtarza się w przestrzeni, to czemu nie mogłyby mieć struktury powtarzającej się w czasie?

Chris Monroe, University of Maryland

Wykonując instrukcje Normana Yao, fizycy z University of Maryland stworzyli kryształy czasoprzestrzenne używając jednowymiarowego łańcucha jonów iterbu.

W swojej pracy profesor fizyki opisuje dokładnie jak stworzyć i zmierzyć właściwości takich kryształów. Przewiduje także jakie powinny być warunki wokół kryształów czasoprzestrzennych.

To nie są tylko spekulacje. Dwie grupy badawcze wykonały instrukcje z pracy naukowej Yao i udało im się wytworzyć pierwsze kryształy czasoprzestrzenne. Grupy z University of Maryland i Harvard University doniosły o swoim sukcesie, używając dwóch różnych układów pomiarowych, w pracach opublikowanych w internecie w zeszłym roku. Yao jest współautorem obu prac.

Kryształy czasoprzestrzenne powtarzają się w czasie, ponieważ są okresowo „popychane”, podobnie do uderzania w galaretkę, chcąc żeby się trzęsła, mówi Yao. Podkreśla jednak, że największym odkryciem nie jest to, że te konkretne kryształy powtarzają się w czasie, ale to, że są pierwszymi w dużej klasie materiałów, które samoistnie są wytrącone z równowagi, niezdolne do powrócenia do statycznej równowagi jak na przykład diament czy rubin.

„To jest nowy stan materii, ale jest ponadto bardzo interesujący, bo jest to jeden z pierwszych przykładów materii niezrównoważonej”, mówi Yao. „Przez ostatnie pół wieku badaliśmy materię w równowadze, jak metale i izolatory. Teraz zaczynamy odkrywać całkiem nowe tereny materii niezrównoważonej”.

Yao ciężko wyobrazić sobie praktyczne zastosowanie kryształów czasoprzestrzennych, jednak inni naukowcy sugerują, że mogą służyć one za prawie perfekcyjne pamięci oraz mogą być przydatne w komputerach kwantowych.