Aegkristallid on tegelikult olemas - tasakaalutu ainefaas, millega pole hetkel küll midagi peale hakata

Teadlased on välja töötanud “aegkristallid”. Ehkki nimetus kõlab libateaduslikumalt kui alkeemiline telegramm, on tegu täiesti reaalse nähtusega (kuid ajas rändamine ei puutu küll kuidagi asjasse).

Samamoodi nagu tavalise krastalli struktuur kordub regulaarselt ruumis, on aegkristallidel (ingl time crystal) struktuur, mis kordub regulaarselt ajas. Žurnaalis Physical Review Letter ilmunud artiklis arutlevad Ameerika teadlased California Berkeley ülikooli füüsika aseprofessori Norman Yao juhtimisel, kuidas aegkristalle valmistada ja nende omadusi mõõta saab, vahendab iflscience.com.

Aegkristallilise faasi saavutamine õnnestus esmakordselt paar kuud tagasi. Marylandi ülikooli uurijad konstrueerisid kümnest üterbiumiaatomist ahela ja kiiritasid seda korduvalt laservalgusega, mis takistas aatomite võnkumise raugemist tasakaaluolekusse. Tuli välja, et niimoodi koheldud aatomiahel hakkas võnkuma stabiilses korduvas mustris, ehkki materjal ise jäi samal ajal tasakaalutuks. Too uurimus oli esimeseks pilguheiduks sellistele uut tüüpi materjalidele, mis ei nõustu püsima liikumatus tasakaalus nagu teemant.

“Kas poleks pööraselt kummaline, kui sült reageeriks võdistamisele teistsuguse võnkesagedusega?” esitas Yao pressiteates retoorilise küsimuse. “Kuid täpselt selline ongi aegkristalli olemus. Seda mõjutab perioodiline tegur sagedusega T, kuid süsteem sünkroniseerub kuidagi nii, et hakkab ostsilleeruma sagedusega, mis on suurem kui T.”

Kirjeldatud üterbiumiahel on vaid üks mitmest juba välja töötatud aegkristallidest. Harvardi ülikoolis korraldati teistsuguse ülesehitusega eksperiment; Yao osales mõlema töörühma töös. Avaldamisjärge ootavate artiklite tulemused tõotavad avada inimkonnale ukse aine uudsete struktuuride uurimise valdkonda.

“Ilma igasuguse kahtluseta on tegemist aine uue faasiga,” rõhutas Yeo. “Viimased pool sajandit oleme me uurinud ainet tasakaaluolekus — näiteks metalle ja isolaatoreid. Alles nüüd hakkame avastama tasakaalutu mateeria (ingl non-equilibrium matter) täiesti uut maastikku.”

Aegkristallilise ainefaasi olemasolu postuleeris esmakordselt 2012. aastal Nobeli preemia laureaat Frank Wilczek. Ehkki praegu ei oska teadlased sellele mingit praktilist rakendust leida, pole välistatud, et õigete omadustega aegkristallid hakkavad tulevikus olulist rolli mängima tormiliselt arenevatel aladel, näiteks kvanraalimise juures.