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.

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.

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

Foto: Aalto University/Mikko Raskinen
Související články
Záhady a tajemství
Kdo odhalí tajemství „krále popu“?
Označován je za „krále popu“ a superstar 20. století. Ovšem najde se i skupina lidí, která v něm nevidí talentovaného umělce, ale někoho, kdo sexuálně obtěžoval malé děti. Ze zneužívání je dvakrát obviněn, ale soud jej v roce 2005 zprošťuje obvinění.   Zpěvákova složka prý čítá tisíce stránek. Dokumenty zahrnují soukromé zprávy vyšetřovatelů, přepisy telefonických hovorů a […]
Záhady a tajemství
Hrad Bítov, místo paranormálních jevů
Umístění stavby impozantního středověkého hradu Bítov nebylo velice pravděpodobně vůbec náhodné. Pod tímto malebným šlechtickým sídlem se prý totiž křižují dvě silné linie zemské energetické mřížky… Brána do jiné dimenze? Zdejší energie zde pak údajně způsobuje skutečně zvláštní úkazy… Jeden z nejsilnějších proudů místní energie se v minulosti měl snad nacházet ještě kdesi mimo vlastní […]
Záhady a tajemství
Michail Jefremov: Neřízená střela na čtyřech kolech
Když v roce 2007 získává prestižní cenu Zlatý lev na Mezinárodním filmovém festivalu v Benátkách ruský film režiséra Nikity Michalkova Dvanáct, je to mimo jiné i zásluhou výkonu jednoho z jeho aktérů, herce a zasloužilého umělce Michaila Jefremova (*1963). Ten má ovšem kromě toho na svém kontě desítky dalších filmů a televizních seriálů a patří […]
Záhady a tajemství
Mandragora: Skutečně odkrývá poklady a navrací mládí?
Mandragora neboli v českém jazyce pokřín obecný je bylina známá již od nejstarších dob. Této jedovaté rostlině se daří zejména ve středomořské oblasti, není tedy divu, že ji znali už ve starověkém Egyptě či Palestině. Byla velmi pravděpodobně známa jako opojný prostředek i lék. Dobře o ní věděl například středověký perský filozof a lékař Avicenna […]
reklama
lifestyle
Rodiče Elona Muska: Nenáviděný otec a dobrodružná máma
Otec Elona Muska se jmenuje Errol Graham Musk (*1946). Errolův otec Walter Musk (1917–1986) je Jihoafričan, matka Cora Amelia za svobodna Robinsonová (1923–2011) pro změnu Britka.   Zůstanou v africké Pretorii. Errol je inteligentní student s nevídaným talentem na fyziku a matematiku. Na střední škole pomrkává po krásné spolužačce Maye. Stane se vyhledávaným inženýrem elektromechaniky […]
Dětství božské MM: Otec neznámý, matka v depresích
Gladys Bakerová zabouchne dveře a zamkne je. „Neboj se, neboj, budeme spolu,“ uklidňuje tříleté děvčátko schované ve velkém pytli. Je to únos se vším všudy. Dítko v pytli není nikým jiným, než budoucím filmovým idolem. Matka se ji právě pokouší získat od pěstounky Idy Bolenderové zpět do své péče… Ida si s chatrnými dveřmi za […]
Proč našemu zdraví jaro někdy nevoní?
Na začátku jara se počasí mění vyloženě aprílově, i několikrát během dne. Venkovní teploty kolísají, a ta naše může kvůli takovým výkyvům začít hodně rychle stoupat. V tomto období jsme všichni mnohem náchylnější k nemocem, jarní chřipky, rýmy a obecně problémy s dýchacími cestami na náš číhají za každým rohem.   Klíč ke zdraví najdete […]
Zvrhlík? Temné stránky Romana Polanského: Genialita zastíněná zločiny
Roman Polanski, uznávaný filmový režisér, prožil těžké dětství poznamenané tragédiemi druhé světové války, kdy přišel o matku a musel se skrývat před nacisty. Jeho úspěšná kariéra byla na vrcholu, když mu vražda manželky šílenou sektou Charlese Mansona obrátila život vzhůru nohama. V roce 1977 však Polanski spáchal strašný zločin – znásilnění třináctileté dívky, za což […]
reklama
záhady a tajemství
Chození po ohni: Superschopnost pro každého, nebo podvod?
„To je jen podsvícený diodama, není to horký,“ říká jeden z kluků tlačících se u monitoru. „Mají krém s nanotechnologií, maže se na chodidla,“ oponuje další. Na obrazovce běží video s přechodem po žhavých uhlících. Je to podvod? Nebo to vážně jde?    Amerika, Čína, tropické ostrovy… Odkazy na přechody rozžhaveného uhlí najdeme rozesety v […]
Vraždy pražských prostitutek: Zabíjelo záhadné monstrum?
Málokdo zřejmě ví, že Praha se v polovině 19. století děsila vraždícího přízraku pražských prostitutek, jenž původně ani nebyl považován za člověka… K první vraždě došlo na podzim roku 1836 v nevěstinci „U Zlaté Rozálie“ v Konviktské ulici. Když ráno uklízečka vešla do jednoho z pokojů, našla zde bez známek života ležet jednu z mladých prostitutek. […]
Kurt Cobain: Smrt legendy zahalena tajemstvím
Slavný frontman Nirvany, ikona grungeové hudby, tragická smrt ve 27 letech. Kurt Cobain, další z řady hvězd, které navždy zhasly v nejkrásnějším věku. Kurt Cobain (1967–1994) Kdo to byl: frontman, zpěvák, kytarista a skladatel písní skupiny Nirvana Kdy zemřel: 5. dubna 1994 Příčina smrti: průstřel hlavy brokovnicí, měl v sobě přitom smrtelnou dávku heroinu Frontman, […]
Utajované UFO v Polsku?
Polské radarové stanice zachytily 23. ledna 1959 ve 4.32 hodin ráno formaci několika neznámých letících objektů. Záhadná tělesa se pohybovala skutečně neobvykle rychle a navíc ve velké výšce… Výhrůžky očitým svědkům? Jeden z cizích objektů byl velice pravděpodobně sestřelen polskou protivzdušnou obranou. Po zásahu se měl údajně zřítit do moře nedaleko pobřeží v přístavu v […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Leží na dně Bermudského trojúhelníku teleport do cizích realit?
enigmaplus.cz
Leží na dně Bermudského trojúhelníku teleport do cizích realit?
Známý Bermudský trojúhelník, též řečený ďáblův. To je oblast, rozprostírající se mezi jižním cípem americké Floridy, Portorikem a Bermudskými ostrovy na pomezí Mexického zálivu a západního Atlantiku.
Tajný tunel pod brooklynskou synagogou: Kdo ho vybudoval a proč?
epochalnisvet.cz
Tajný tunel pod brooklynskou synagogou: Kdo ho vybudoval a proč?
Bizarní skandál na začátku tohoto roku otřásá židovskou komunitou v New Yorku. Pod historickou synagogou je objeven tajný podzemní tunel vedoucí do suterénu prázdného obytného domu. O jeho původu a účelu se hned po odhalení rozhoří divoké spekulace. Sloužil k obchodování s dětmi nebo k jiným nezákonným činnostem, jak tvrdí konspirační teoretikové?   V polovině
Perlové týdny Halada prezentují raritní šperky
iluxus.cz
Perlové týdny Halada prezentují raritní šperky
Právě probíhající „Perlový týden“ překvapil fantastickým náhrdelníkem značky Mikimoto. Ten bude možné vidět až do neděle v pražském butiku v ulici Na Příkopě, následně se všemi ostatními šperky poputu
Jak si zlepšit rovnováhu
nejsemsama.cz
Jak si zlepšit rovnováhu
Pamatujete, jak jste jako malá skákala po jedné noze nebo panáka? Šlo to snadno. Dnes možná máte problém se udržet na obou a nespadnout. Co s tím? Rovnováha je v životě velmi důležitá. Pomáhá nám pohybovat se bezpečně, chrání nás před pády. Někdy se ale naruší, například nízkým tlakem, své udělá i zablokovaná krční páteř. Jak navrátit stabilitu Nejčastěji
Kouzlo porcelánových doplňků
panidomu.cz
Kouzlo porcelánových doplňků
Chladný, elegantní, s dokonale hladký povrchem. Díky těmto vlastnostem je porcelán stále ještě nepřekonaným materiál pro stolní nádobí, ale okouzlí i na doplňcích. Bubble váza s s nástavcem v podobě děrované koule, která slouží k uchycení stonků ve správné poloze. K dostání ve dvou velikostech a s povrchovou úpravou bílou, perleťovou, zlacenou a platinovou. Autorský
Moderní rezidence u rovníku
rezidenceonline.cz
Moderní rezidence u rovníku
Rezidence vznikla v rovníkovém Ekvádoru. Betonová stavba rozvržená do tvaru písmene T působí přes svou masivní konstrukci příjemně svěžím, elegantním a odlehčeným dojmem. Tři podlaží, tři obytná kř
Pho Bo polévka
tisicereceptu.cz
Pho Bo polévka
Suroviny 2 l vody 200 g šalotky 80 ml sójové omáčky 60 ml rýžového octa 4 vaničky hovězího bujónu 30 g sušených hub shiitake 5 stroužků česneku 3 cm čerstvého zázvoru 4 hvězdičky anýzu 5 g
Zámek Červená Lhota: Jméno podle ďábelské legendy
epochanacestach.cz
Zámek Červená Lhota: Jméno podle ďábelské legendy
Pohádková krása zrcadlená ve vodní hladině! Vodní hrady a zámky zrcadlící se na hladině bývaly nedobytnými baštami i pohodlnými luxusními šlechtickými sídly a dnes jsou perlami české krajiny, za kterými putují statisíce turistů. A snad nejvýraznější mezi nimi je zámek Červená Lhota. Jméno podle ďábelské legendy Pro to, aby se jejich tvrz změnila ve vodní,
Manžel Švandovou rozmazluje
nasehvezdy.cz
Manžel Švandovou rozmazluje
Nestárnoucí herečka ze seriálu ZOO Jana Švandová (76) má v manželovi, jímž je podnikatel Pavel Satorie (74), hotový poklad. Nejenže je do ní stále vášnivě zamilovaný, ale navíc ji rád rozmazluje. He
Bála jsem se, že zůstane starým mládencem
skutecnepribehy.cz
Bála jsem se, že zůstane starým mládencem
Můj syn byl vždycky samotář, seznamování s lidmi nebylo nic pro něj. Už jsem se bála, že si žádnou nevěstu nenajde. Tu pravou potkal až ve čtyřiceti. Náš syn Fanoušek byl vymodlené dítě. Dlouho jsem nemohla přijít do jiného stavu a už jsme se s manželem báli, že se potomka snad nikdy nedočkáme. Když se František narodil, byli
Vyhladil první ministr rod královy milenky?
historyplus.cz
Vyhladil první ministr rod královy milenky?
Třeskne několik výstřelů a Josef I. ucítí ostrou bolest v paži. Instinktivně se v kočáru přikrčí a křikne na kočího. I on je zraněný, a to vážněji než portugalský král. Přesto v sobě najde poslední zbytky sil a atentátníkům ujede.   Portugalský Lisabon zasáhlo 1. listopadu 1755 zemětřesení, při němž zemřelo přes 100 000 lidí. U krále Josefa
Obyvatele Papuy-Nové Guineje chrání geny zděděné po denisovanech
21stoleti.cz
Obyvatele Papuy-Nové Guineje chrání geny zděděné po denisovanech
Geny zděděné od denisovanů, vyhynulých příslušníků rodu Homo, pomáhají obyvatelům Papuy-Nové Guineje bojovat s infekcemi v nížinách i žít ve vysokých nadmořských výškách. První kosterní pozůstatky