Es war nur eine Frage der Zeit.
Eine seltsame Form von Materie, die als Zeitkristall bezeichnet wird, ist in zwei weiteren Materialtypen aufgetaucht, wodurch sich die Zahl der bekannten Zeitkristall-Lebensräume verdoppelt hat. In einem typischen Kristall wiederholt sich die Anordnung der Atome regelmäßig im Raum, wie die abwechselnden Natrium- und Chloridionen, aus denen ein Salzkristall besteht. Aber Zeitkristallmuster wiederholen sich in regelmäßigen Zeitabständen.
Ein Team von Wissenschaftlern hat einen Zeitkristall in einem festen Material namens Monoammoniumphosphat geschaffen, berichten die Forscher in Physical Review Letters Ein anderes Team hat seinen Zeitkristall in einer Art Flüssigkeit mit sternförmigen Molekülen hergestellt, wie eine ebenfalls in der Zeitschrift Physical Review Letters.
Beide Zeitkristalle beruhen auf einer Quanteneigenschaft, dem so genannten Spin, durch den sich einige Atomkerne wie ein Kreisel zu drehen scheinen. In Zeitkristallen war die Richtung dieses Spins in regelmäßigen Abständen.
Aber selbst wenn die Spins nicht ganz richtig waren, behielten beide Materialien ein regelmäßiges Muster der Freisetzung bei, was zeigt, dass sie eine bevorzugte Zeitstruktur haben.
Die einzigen beiden anderen Zeitkristalle, die erstmals 2016 bekannt wurden, haben Wissenschaftler mit Hilfe von Defekten in Diamant und einer Kette von Ionen, d. h. elektrisch geladenen Atomen, des chemischen Elements Ytterbium hergestellt.
Im Gegensatz zu den anderen bekannten Beispielen wurde der Zeitkristall von Monoammoniumphosphat in einem festen Material mit einer geordneten physikalischen Struktur - einem traditionellen Kristall - erzeugt. Die anderen Materialien waren ungeordnet.
Diese Kuriositäten sind so neu, dass die Wissenschaftler noch nicht wissen, in welchen Materialien die Kristalle vorkommen oder ob sie einen praktischen Nutzen haben. Jetzt tickt die Uhr für die nächste Entdeckung eines Zeitkristalls.
Quelle Wissenschaftliche Nachrichten
Referenzen
J. Rovny, R.L. Blum und S.E. Barrett: Beobachtung von zeitdiskreten Kristallsignaturen in einem geordneten dipolaren Vielteilchensystem. Physical Review Letters Vol. 120, May 4, 2018, p. 180603. doi:10.1103/PhysRevLett.120.180603.
S. Pal et al. Temporal order in periodically driven spins in star-shaped clusters. Physical Review Letters Vol. 120, May 4, 2018, p. 180602. doi:10.1103/PhysRevLett.120.180602.
J. Rovny, R.L. Blum und S.E. Barrett. 31P-NMR-Studie über diskrete zeitkristalline Signaturen in einem geordneten Kristall von Ammoniumdihydrogenphosphat. Physikalische Zeitschrift B Vol. 97, May 1, 2018, p. 184301. doi:10.1103/PhysRevB.97.184301.
