"Что известно о новой форме материи - «Кристаллах Времени»?
В 2010 году нобелевский лауреат по физике Франк Вилчек готовил лекцию по
классификации кристаллов для студентов Массачусетского Технологического
института. Мысль ученого крутилась о повторяемости структуры кристаллов в
пространстве. Неожиданно для себя специалист задумался, что время является
таким же равноправным участником пространственно-временного континуума как
длина, ширина и высота. А если привычные нам кристаллы имеют повторяющуюся
структуру в пространстве, то почему не допустить, что имеются объекты,
повторяющиеся не только в пространстве, но и во времени.
Проверка теорией
Франк Вилчек ученый-теоретик, поэтому он принялся за привычное занятие — стал
выводить различные уравнения и анализировать их решения. Созданные Вилчеком
выкладки ясно показывали, противоречий в уравнениях нет, следовательно, нет
запрета их существованию. Эти возможные структуры ученый назвал "кристаллами
времени". Наступило время дальнейших размышлений.
Обычные кристаллы образуются, когда хаотично размещенные атомы начинают
спонтанно собираться в организованную структуру. Образование кристаллической
решетки требует энергии, поэтому сами кристаллы находятся на более низком
энергетическом уровне, нежели первоначальная хаотичная среда. Места в решетке,
которые могут занимать атомы строго ограничены в своем количестве.
Закон симметрии природы утверждает, что все места эквивалентны одно другому.
Однако, поскольку атомы могут занимать только места в узлах кристаллической
решетки, то места между этими узлами теряют свою эквивалентность иным точкам
пространства. Налицо изменение природных свойств пространства.
Изложенное выше касалось пространственных кристаллов. Вилчек задумался, а как
будут себя вести кристаллы времени. К анализу уравнений бал привлечен Альфред
Шапер, физик-теоретик университета Кентукки. Объединившись, профессора
теоретической физики пришли к выводу - решения уравнений имеют место быть только
в случае если кристаллы времени возвращаются в исходное состояние исключительно
через дискретный (а не непрерывный) промежуток времени. Поскольку промежуток
времени дискретен, то имеется явное нарушение природы симметрии времени. Точно
так обычные кристаллы нарушают природу симметрии пространства.
Самое интересное в расчетах ученых оказалось то, что кристаллы времени
совершают свои хронарные (временные) колебания без затрат энергии. Этих затрат и
быть не может, так как анализ полученных уравнений показывает, что необходимым
условием существования кристаллов времени является их нахождение на стабильном
(минимальном энергетическом) уровне. Кристаллам времени просто неоткуда брать
энергию на ее потери. Само движение кристаллов времени представляет собой
хронарные колебания возле стабильного положения. По словам Вилчека — кристаллы
времени трясутся словно желе.
Проверка экспериментом
За экспериментальную проверку выкладок маститых ученых взялся (со своими
коллегами) профессор Чжан Сян из университета Калифорнии. Идея экспериментаторов
заключалось в следующем — облако атомов бериллия загоняется в электромагнитную
ловушку, представляющую собой круговое поле. Поскольку атомам бериллия деваться
некуда, они обязаны равномерно распределиться по окружности. Силы
электростатического отталкивания другого распределения попросту не
позволят.
Итак, в электромагнитной ловушке атомы равномерно расположились по окружности,
фактически они начали представлять некий газовый кристалл. Само по себе кольцо
кристаллов не было стабильным. Сохраняя расстояние между атомами, кольцо
бериллия медленно вращалось по кругу. Затем экспериментаторы начали охлаждать
свою электромагнитную ловушку. Экспериментаторы смогли охладить кольцо бериллия
практически до абсолютного нуля, но круговое движение не прекратилось. Мало
того, атомы бериллия продолжали взаимодействовать между собой — то симметрично,
то асимметрично. Подобное взаимодействие и было предсказано для "кристаллов
времени" - поскольку периодичность и асимметрия наблюдались как в пространстве,
так и во времени.
Некоторые люди, краем уха слышавшие о «вечных двигателях» сразу
победно закричали: "Создан perpetuum mobile!". Однако эти люди забывают — вечный
двигатель должен иметь возможность проводить полезную работу. Никакой полезной
работы кольцо атомов бериллия, да еще охлажденное практически до абсолютного
нуля, выполнить не может. Правда профессор Чжан Сян убежден, что практическую
пользу с его эксперимента поиметь можно. Например, появится возможность создать
сверхточный прибор измерения времени — переход атомов от симметрии воздействия к
асимметрии и наоборот строго периодичен.
Что мы в итоге имеем...
Автор статьи полагает обязательным внести пару замечаний. Во-первых, он
надеется, что люди далекие от физики не воспримут открытие «кристаллов
времени» как нахождение некой единичной частицы времени (как электрона для
электрического заряда) и теоретического доказательства возможности путешествий
во времени. Кристалл времени не более, чем теоретическое построение (по крайней
мере на данный момент), совершенно необязательно существующее в реальной
природе.
Во-вторых, автора статьи совершенно не удивляет вращение кольца атомов бериллия
и их взаимодействие между собой при охлаждении почти до абсолютного нуля. Слово
почти — почти слова (А. Макаенак "Затюканный апостол"). Поскольку температура
атомов бериллия была все же ВЫШЕ абсолютного нуля, то и некоторую внутреннюю
энергию они имели. Значит могли двигаться и взаимодействовать. А абсолютный нуль
недостижим (Тепловая теорема Нернста, или одна из формулировок Третьего начала
термодинамики)."©
