Domů     Časový krystal: K čemu je dobrý a proč jsou jím vědci posedlí?
Časový krystal: K čemu je dobrý a proč jsou jím vědci posedlí?
28.4.2023

Než experimenty prokázaly správnost některých předpovědí teoretické fyziky, jako jsou třeba Einsteinovy gravitační vlny nebo Higgsův boson, trvalo to celá desetiletí.

reklama

Ale co se týká časového krystalu, podařilo se ho vytvořit během pouhých pěti let od chvíle, kdy se o něm poprvé začalo mluvit.

Krystaly si na finské univerzitě oblíbili: tento vytvořili studenti pro výstavu. Foto: Aalto University/Mikko Raskinen
Krystaly si na finské univerzitě oblíbili: tento vytvořili studenti pro výstavu. Foto: Aalto University/Mikko Raskinen

Můžeme celou věc vzít pěkně popořádku. Hmota je tvořena základními stavebními prvky, kterými jsou atomy. Atomy tvoří buď krystalickou mřížku u pevných skupenství, nebo se shlukují do molekul u kapalných a plynných skupenství.

Pokud se podíváme na jakýkoliv standardní krystal, jako je diamant, smaragd nebo třeba zrnko soli, pak jsou jeho atomy uspořádány v opakujících se vzorcích v prostoru.

reklama

U časového krystalu je to jinak.

Vzhůru do čtvrté dimenze!

Prostor má tři dimenze, kterými jsou hloubka, výška a šířka a čtvrtou dimenzí je čas. Fyziky zajímalo, jestli by bylo možné vytvářet periodické struktury krystalů ve všech čtyřech dimenzích, tedy rozšířit je do časoprostoru. Zjednodušeně řečeno:

zatímco konvenční přírodní krystaly mají strukturní vzor, který se opakuje v prostoru, v časovém krystalu hodlali vědci zopakovat vzor i v čase.

Časové krystaly jsou přitom poměrně novou myšlenkou, poprvé s touto teorií přišel americký nositel Nobelovy ceny za fyziku Franck Wilczek (*1951) v roce 2012. Ne všichni jeho kolegové však tuto hypotézu přijali a mnozí přitom upozornili na mnohé možné limity s tím, že časový krystal nemůže fyzicky existovat.

Ale našlo se dost příznivců Wilzcekovy hypotézy, kteří se odhodlaně pokusili najít mezery.

Bez podobně složitých zařízení se tvorba časových krystalů zkrátka a dobře neobejde. Foto: Aalto University/Mikko Raskinen
Bez podobně složitých zařízení se tvorba časových krystalů zkrátka a dobře neobejde. Foto: Aalto University/Mikko Raskinen

Rychlá cesta vpřed

V roce 2016 se expertům z americké University of Maryland podařilo vyrobit časový krystal díky atomům ytterbia za pomoci laseru. Po tomto prvotním úspěchu následovala řada dalších pokusů.

Novým milníkem byl experiment, který se odehrál o 5 let později po úspěchu vědců z Marylandu.

Tehdy se vědeckému týmu, složenému z fyziků z několika celosvětově respektovaných institucí, podařilo díky kvantovému počítači vyrobit časový krystal větší než byl kterýkoliv předtím a také mnohem stabilnější.

Ještě o krok dále se v loňském roce dostal mezinárodní výzkumný tým, který provedl experiment na finské univerzitě Aalto-yliopisto v Helsinkách.

Podařilo se jim spojit dva časové krystaly ochlazením helia-3 (izotop helia) na zhruba jednu desetitisícinu stupně z absolutní nuly (-273,15 °C). Interakce krystalů přitom probíhala po rekordní dobu.

„Finům“ se podařilo spojit dva časové krystaly ochlazením helia-3 (izotop helia) na zhruba jednu desetitisícinu stupně z absolutní nuly (-273,15 °C). Foto: Aalto University/Mikko Raskinen
„Finům“ se podařilo spojit dva časové krystaly ochlazením helia-3 (izotop helia) na zhruba jednu desetitisícinu stupně z absolutní nuly (-273,15 °C). Foto: Aalto University/Mikko Raskinen

Výsledek, který předčil očekávání

A letos na jaře přišel jiný mezinárodní tým výzkumníků s výsledky experimentu, který se uskutečnil na půdě stejné univerzity. Vědci vytvořili fotonické časové krystaly, které jsou časovými analogy konvenčních optických materiálů.

Výzkum takovýchto krystalů se dosud zaměřoval na trojrozměrné struktury, nyní byl poprvé vytvořen dvourozměrný fotonický časový krystal. Tyto krystaly mohou zesilovat elektromagnetické vlny.

I když se původně uvažovalo o časových krystalech zejména jako o významné součásti nové generace kvantových počítačů, ve světle aktuálních poznatků by mohly najít potenciální využití v různých technologiích, včetně bezdrátové komunikace, integrovaných obvodů nebo laserů.

Kateřina M. Košutová

reklama
Foto: Aalto University/Mikko Raskinen
Související články
Záhady a tajemství
Mýtus o milosrdném diktátorovi padl: Franco předal tajný seznam Židů nacistům
Generál Francisco Franco vládl Španělsku až do sedmdesátých let minulého století. Navzdory autokratické vládě v domovské zemi se snažil na mezinárodní scéně vystupovat jako pragmatický politik. Dlouhá desetiletí se o něm vytvářel i mýtus, že v době holocaustu za druhé světové války chránil židovskou komunitu na území Španělska. Tak dlouho se chodí se džbánem k řece […]
Záhady a tajemství
Tajemství hanzovního přístavu: Proč je Rostock posedlý magickými sedmičkami?
Rostock je bývalé hanzovní město, které najdeme v severním Německu. Důležitý obchodní přístav je spojený s legendou o magických sedmičkách. O co se jedná? Číslo 7 mělo mít ve středověku významnou symbolickou funkci. Sídlo, jež se vhodným způsobem identifikovalo s číslem 7, mělo požívat Boží ochrany. V Rostocku je magie sedmiček označována jako „Rostocker Sieben“. Stala se součástí tamní městské kultury. I […]
Záhady a tajemství
Ostrov hrůzy u Dubrovníku: Proč jeho cena na realitním trhu strmě padá?
V roce 1944 připlouvá k pobřeží ostrova Daksa u Dubrovníku loď. Hned, jak utichly její motory, započaly hrůzné události, které rezonují v tomto regionu i v současnosti. Co se zde stalo?  Daksa je pro Dubrovník jeho nejbližší ostrov. V minulosti byl využit jako lokalita pro umístění majáku. Klid a spiritualita, které na tomto malém kousku souše […]
Záhady a tajemství
Démon našich vod: Proč je lepší nechat bílého sumce na pokoji?
Obří bílé tělo stoupá k hladině a okolní příroda utichá. Démon, strážce, duch vodního světa na nás milostivě okem spočinul. Raději ho nerušte. V evropské mytologii a folklóru je bílý sumec zjevením, které vyžaduje respekt. Albinismus je vzácná genetická porucha ztráty pigmentu. Výsledkem je jedinec, který se výrazně odlišuje od ostatních svého druhu. Když se k tomu […]
reklama
casopis
záhady a tajemství
Záhada etiopského státního pokladu: Proč Mussolini zuřil při pohledu na prázdné sejfy?
Ve třicátých letech minulého století se odehrála válka v Habeši. Fašistická Itálie zatoužila rozšířit svoje koloniální panství. Zaútočila na Etiopii, běžně tehdy označovanou jako Habeš. Vojensky slabá Etiopie byla rozdrcena. Etiopského státního pokladu se však Italové zmocnit nedokázali. Proč? Italský diktátor Benito Mussolini zuřil, když dostal zprávu, že v etiopských státních sejfech se našlo jen pár drobných […]
Vatikánský archiv: střeží tajemství kacířů?
Jde o jedno z nejvíc střežených míst na světě. Vstup hlídají příslušníci Švýcarské gardy ve svých pestrobarevných uniformách a nepustí nikoho, kdo nemá propustku. Tu není tak snadné získat – do ruky ji dostanou pouze vybraní vědci s doporučujícím dopisem od své instituce, kteří přichází s konkrétním výzkumem. Uvnitř je neustále pod dohledem, kamery hlídají […]
Přísně tajné Kowary: Po stopách jaderných zbraní dojdeme až do nitra Krkonoš
Město Kowary se nachází na úpatí polských Krkonoš. Již ve středověku se zde těžila železná ruda. Po skončení druhé světové války se však Kowary staly významnými takřka z globálního hlediska. Proč? Rozběhla se zde těžba uranu. Po velmi krátkém čase oddechu po skončení druhé světové války se svět ocitl na pokraji války nové – jaderné. Spojené […]
Dávný večírek se zvrhl: Zapálila metropoli starověké říše krásná hetéra?
I na historické katastrofy epických rozměrů se můžeme dívat z moderního kriminalistického hlediska. Byl za legendárním požárem antického Říma císař Nero? Kdoví… Nechme však tělnatého římského imperátora nyní být a zaměřme se na jinou událost, a to požár Persepole, metropole Perské říše. Prý byla pachatelkou žena. Co o ní víme? Historie si ji pamatuje jako […]
svět zločinu
Falešné paměti Bruna Dössekkera: Byl jsem vyměněn!
Nacistický voják smýkne mužem o zeď omšelé uličky. Sledují ho při tom dvě dětské oči. Maličký chlapec se neodváží ani zakřičet. Až si bude vzpomínky rekapitulovat, dojde k závěru, že onen muž byl jeho otcem. Mezitím míří do koncentračních táborů další transporty. Přeplněné nákladní vagony se chlapci zatím vyhnou. Se starším bratrem se ukrývají na […]
Podvodnice Alicia Headová: Lež o 11. září ji vynese na vrchol
Všude je kouř. Alicia Esteve Headová (*1973) se plazí v 78. patře po podlaze Jižní věže. Je 11. září 2001. Teroristický útok na Světové obchodní centrum, konkrétně WTC 2, v místě nárazu letadla a patrech nad ním, přežije dohromady pouhých 19 lidí. Podle svých slov je Alicia mezi nimi. Oheň jí ožehne ruku, až na […]
Pět podivných vražd: Kdo měl spadeno na švédského premiéra i filmovou celebritu?
Arcibiskup ze San Salvadoru Óscar Romero (1917–1980) je konzervativec, který ostře kritizuje porušování lidských práv v Salvadoru – státečku v Latinské Americe. To ho bude stát krk. Pachatel, stejně jako v dalších čtyřech případech, je dodnes neznámý… Vymezuje se proti řádění armády i provládních eskader smrti. Romero nešetří ani USA, které režim podporují. Během mše 24. dubna 1980, kterou slouží […]
James Whitey Bulger: Práskač, co šel po práskačích
Dlouhé roky se v USA drží mezi desítkou nejhledanějších mužů a dopracuje to až na číslo dvě – hned po Usámovi bin Ládinovi (1957–2011). To je James „Whitey“ Bulger (1929–2018) viněný ze spoluúčasti na 19 vraždách, vydírání a lichvy. A samozřejmě, krom toho je ještě drogový dealer, který neváhá odstranit z cesty všechny práskače, zatímco […]
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz