Физики создали кристалл, нарушающий законы физики
1 просмотров
Физики из Нью-Йоркского университета представили новый тип кристалла времени — необычную форму материи, частицы которой совершают стабильные периодические движения. В отличие от предыдущих реализаций, новая система работает в макромире, видимом невооруженным глазом и удерживаемым в воздухе с помощью звука. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
В новой работе исследователи создали кристалл времени с помощью акустической левитации. Маленькие шарики пенополистирола удерживаются в воздухе стоячей звуковой волной и взаимодействуют друг с другом, обмениваясь звуковыми колебаниями.
«Звуковые волны могут воздействовать на частицы так же, как волны на поверхности воды влияют на плавающий лист», — объяснила аспирантка Нью-Йоркского университета Миа Моррелл.
По ее словам, погружение частиц в поле стоячей волны может удерживать их в воздухе вопреки гравитации.
Взаимодействие частиц в этой системе оказалось необычным. Крупные шарики рассеивают больше звука и сильнее влияют на мелкие. Результатом является асимметричное взаимодействие.
«Представьте себе два парома разного размера, приближающиеся к причалу, каждый из которых создает волны, которые влияют на другой, но в разной степени», — объяснил Моррелл.
Подобная асимметрия заставляет систему вести себя так, как будто она нарушает третий закон Ньютона, согласно которому силы действия и противодействия равны. В этом случае взаимодействия являются «несбалансированными», что позволяет частицам самопроизвольно входить в устойчивые колебания, образуя кристалл времени.
Руководитель исследования, профессор физики Дэвид Гриер, отметил, что новая система проста: «Кристаллы времени кажутся экзотическими и сложными, но наша система удивляет тем, что она очень проста».
