იდუმალებით მოცული დროის კრისტალების მახასიათებლები ყველაზე მოულოდნელ ადგილას აღმოაჩინეს — ნაერთში, რომელსაც შეიცავს სასუქები და ბავშვების სათამაშო კრისტალების გამოსაყვანი ნაკრები.

ეს ნაერთი მონოამონიუმის ფოსფატი (MAP) გახლავთ. აღმოჩენა იელის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა გააკეთეს, რომლებიც ახლა თავს იმტვრევენ, რათა პასუხი გასცენ კითხვებს ამ ნაერთში დროის კრისტალების ჩამოყალიბების შესახებ.

ნორმალურ კრისტალებში ატომები განლაგებულია ფიქსირებული ქსელური სტრუქტურით, ალმასის ან კვარცის ატომთა ბადის სტრუქტურის მსგავსად. ამ განმეორებადი ბადის განსხვავება შესაძლებელია კონფიგურაციით, მაგრამ ისინი ძალიან არ გადაადგილდებიან — განმეორებით მოძრაობებს აკეთებენ მხოლოდ სივრცულად, მაგრამ არა დროში.

თუმცა, დროის კრისტალები განსხვავებულია. მათი არსებობა პირველად 2012 წელს ივარაუდეს, იდენტიფიცირება კი 2016 წელს მოხერხდა. აქვთ საკმაოდ უცნაური თვისებები.

შეუიარაღებელი თვალისთვის ისინი ჩვეულებრივ კრისტალებს ჰგავს, მაგრამ მათი ატომები სინამდვილეში ვიბრირებადია — ელექტრომაგნიტური პულსის მიცემისას, ხან ერთი მიმართულებით ბზრიალებენ, ხან – მეორე.

იმ შემთხვევაშიც კი, თუ პულსი არარეგულარულია, ოსცილაციები (რყევები), რომლებსაც მკვლევრები დროის კრისტალების „წიკწიკს“ უწოდებენ, იკეტება განსაკუთრებული და ძალიან რეგულარული სიხშირით.

იმის გამო, რომ ისინი ასე ახალია, არც თუ ისე ხშირად არის შემჩნეული წყვეტილი დროის კრისტალები (DTC). სინამდვილეში, ისინი მხოლოდ ერთხელ დააფიქსირეს, როცა ჰარვარდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა დროის კრისტალი აზოტის ხარვეზის მქონე ალმასისგან შექმნეს.

დროის კრისტალთა ქცევის პირველი ექსპერიმენტი პირველად 2016 წელს, მერილენდის უნივერსიტეტში, ელემენტ იტერბიუმის ატომთა ხაზში წარმოადგინეს.

იელის უნივერსიტეტის მიერ ნაპოვნი დროის კრისტალი მანამდე ორჯერ აღმოჩენილი კრისტალებისგან განსხვავდება.

„წყვეტილი დროის კრისტალების ხელწერის ძებნა ჩვენი ძალებით გადავწყვიტეთ. ჩემმა სტუდენტმა ჯარედ როვნიმ მონოამონიუმის ფოსფატის კრისტალები სრულიად სხვანაირი ექსპერიმენტის გზით გაზარდა, ეს ყველაფერი ჩვენს ლაბორატორიაში მოხდა“, — ამბობს კვლევის ავტორი, ფიზიკოსი სინ ბარეტი.

მონოამონიუმის ფოსფატის კრისტალების გაზრდა წარმოუდგენლად ადვილია. ინსტრუქციებისა და კომპლექტების ყიდვა ონლაინაც კი შესაძლებელია.

აქამდე მიიჩნეოდა, რომ დროის კრისტალთა ხელწერის პოვნა შესაძლებელი იყო მხოლოდ უფრო უწესრიგო გარემოში.

თუმცა, მონოამონიუმის ფოსფატის კრისტალებზე ბირთვული მაგნიტური რეზონანსით ზემოქმედების შემდეგ, ძლიერ მოწესრიგებულ სივრცულ კრისტალში ჯგუფმა სუფთა დროის კრისტალების ხელწერა დააფიქსირა.

დროის კრისტალებს უდიდესი პოტენციალი აქვს პრაქტიკული გამოყენებისთვის. მათი გამოყენება შესაძლებელი იქნება ამჟამინდელი ატომური საათის ტექნოლოგიის გასაუმჯობესებლად. ეს გახლავთ კომპლექსური ქრონომეტრები, რომლებიც დროს მაქსიმალური სიზუსტით ზომავენ.

გარდა ამისა, დროის კრისტალებმა შესაძლოა, გააუმჯობესოს ისეთი ტექნოლოგიები, როგორიცაა გიროსკოპი. ასევე სისტემები, რომლებიც ატომურ საათს ეყრდნობა — მაგალითად, GPS. ცალკე აღნიშვნის ღირსია მათი პოტენციალი კვანტური ჩახლართულობის ექსპერიმენტებში.

გამომდინარე აქედან, მათი პოვნა ასე გავრცელებულ და ერთი შეხედვით, ნორმალურ კრისტალებში, აბსოლუტურად ამაღელვებელია.

მიუხედავად ამისა, ეს კვლევა ასევე წარმოშობს ერთ თავსატეხს. თუკი დროის კრისტალები წარმოიქმნება ჩვეულებრივი კრისტალების მოწესრიგებულ სივრცულ წყობაში, ფიზიკოსებს მოუწევთ მიზეზების გარკვევა. ასევე შესასწავლია, რატომ არ ფიქსირდება უფრო მეტ ჩვეულებრივ კრისტალებში დროის კრისტალთა ხელწერა.

მკვლევართა თქმით, ყველაფერს ნათელი უახლოეს წლებში მოეფინება.

კვლევა ჟურნალ Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია news.yale.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით