کشف بلور زمان در برخی مواد کاملا معمولی و متداول برای نخستین بار

دانشمندان بلور زمان را در ترکیبات بسیار معمولی روزمره ما، مونوآلومینیوم فسفات، پیدا کردند.

بلورهای زمان را با وجود اسم مبهمی که دارند می‌توانیم در جاهایی که اصلاً انتظار نداریم، پیدا کنیم؛ مثلا در کود و وسایل رشد بلوری که برای کودکان فروخته می‌شوند. فسفات مونوآمونیوم (MAP) ترکیبی است که باعث حیرت فیزیکدانان دانشگاه ییل شده. یافته‌ی اخیر آنان باعث مطرح شدن این پرسش شده است که بلورهای زمان در وهله‌ی نخست چگونه شکل می‌گیرند.

در بلورهای معمولی، اتم‌ها در یک ساختار مشبک ثابت و پایدار مرتب می‌شوند؛ همانند شبکه‌ی یک الماس یا بلور کوارتز. این شبکه‌های تکراری می‌توانند از نظر پیکربندی متفاوت باشند؛ اما جنبش و تحرک زیادی ندارند و فقط از لحاظ فضایی تغییر می‌کنند، نه با زمان. بلورهای زمان با بلورهای معمولی فرق دارند. ویژگی‌های عجیب این بلورها نخستین بار در سال ۲۰۱۲ به‌صورت نظریه درآمد و در سال ۲۰۱۶ شناسایی شد.

بلورهای زمان با چشم غیر مسلح، کاملا معمولی به نظر می‌رسند. تفاوت در اینجا است که اتم‌های بلورهای زمان درحال‌ نوسان هستند و وقتی در حضور پالس الکترومغناطیسی قرار می‌گیرند ( پالس‌هایی که اسپین آن‌‌ها را وارونه می‌کند) ابتدا در یک جهت و سپس در جهت دیگر می‌چرخند. حتی وقتی پالس‌ها نامنظم باشند، یک بسامد ویژه و بسیار منظم وجود دارد؛ چیزی که پژوهشگران از آن به‌نام تیک کریستالی یاد می‌کنند.

کریستال‌های زمان گسسته (DTC) به‌دلیل تازه و نوپا بودن، غالبا‌ً قابل مشاهده نیستند؛ البته به‌جز یک باری که فیزیکدانان‌ دانشگاه هاروارد کریستال زمانی از یک الماس خلأ نیتروژنی تولید کردند. با انجام اولین آزمایش در دانشگاه مریلند در سال ۲۰۱۶، رفتار بلور زمان در یک خط از اتم‌های ایتربیم نشان داده شد. بلور زمان جدید یافت‌شده در ییل، هرچند از این آزمایش‌ها الهام گرفته‌، اما به‌طرزی متفاوت از دو مورد اول کشف شده است. شان بارت، فیزیکدان و نویسنده ارشد دو مقاله‌ی جدید، می‌گوید:

ما تصمیم گرفتیم  خودمان برای نشانه‌های DTC پژوهش کنیم.

جارد روونی، دانشجوی من، کریستال‌های فسفات مونوآمونیوم (MAP) را برای یک آزمایش کاملاً متفاوت، رشد داده که از قضا در آزمایشگاه یک مورد آن موجود است.

بلورهای MAP به‌راحتی رشد می‌کنند و دستورات و لوازم آن‌ها در فضای وب قابل‌دسترسی هستند. پیدا کردن نشانه‌هایی از بلور زمان به‌ دلیل آشنا نبودن آن‌ها، در جاهایی بیرون از تصور ما نیست.

قبلاً تصور می‌شد که نشانه‌های بلور زمان فقط در محیط‌هایی با بی‌نظمی بیشتر رخ می‌دهد؛ اما گروه پژوهشی پس از قرار دادن بلورهای فسفات مونوآلومینیوم در معرض رزونانس مغناطیسی هسته‌ای، نشانه‌های واضحی از بلور زمان، داخل یک کریستال فضایی بسیار منظم یافتند. به‌گفته‌ی بارت:

اندازه‌گیری‌های بلوری ما درست پس از کشف هیجان‌انگیز بود. کار ما پیشنهاد می‌کند که نشانه‌های DTC می‌توانند عمدتاً با نگاه کردن در وسایل رشد بلور کودکانمان پیدا شوند.

بلورهای زمان کاربردهای عملی زیادی دارند که از جمله‌ی آن‌ها توسعه‌ی فناوری ساعت‌های اتمی کنونی و گاه‌شمارهای پیچیده‌ای است که دقیق‌ترین زمان ممکن را نشان می‌دهند.

بلور زمان

بلورهای زمان همچنین این توانایی را دارند که تکنولوژی ژیروسکوپ و سیستم‌های متکی به ساعت‌های اتمی مثل GPS را گسترش دهند و در آزمایش‌های درهم‌تنیدگی کوانتومی سودمند واقع شوند. DARPA نیز در حال تهیه منابع برای تحقیقات در زمینه بلورهای زمان است. بدین ترتیب، احتمال وقوع آن‌ها در چنین بلور عادی و معمولی حیرت‌آور است.

اما این کار ما را با معمای جدید روبه‌رو می‌کند. اگر بلورهای زمان می‌توانند در آرایش‌های فضایی منظمی در بلورهای عادی اتفاق بیفتند، آنگاه فیزیکدانان باید بدانند که این اتفاق چگونه رخ می‌دهد و چرا تعداد بیشتری از بلورهای عادی نشانه‌هایی از بلور زمان از خود نشان نمی‌دهند. بارت می‌گوید:

هنوز نمی‌دانیم نتیجه‌‌ی این نظریه درمورد بلورهای زمان گسسته چه خواهد بود؛ اما افرادی تا چند سال بعد هم روی این پرسش کار خواهند کرد.

منبع sciencealert

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید