Dünyada bir ilk: Çıplak gözle bile görülebiliyor! Yepyeni teknolojik olasılıkların kapısını aralayabilir

Science Alert'te yer alan habere göre dünyada ilk kez, insan gözüyle doğrudan görülebilen, neon renkli çizgiler halinde dalgalanan bir zaman kristali üretildi. Bu malzemenin yapısı, sahteciliği önleme yöntemleri, rastgele sayı üreteçleri, iki boyutlu barkodlar ve optik cihazlar gibi yepyeni teknolojik olasılıkların kapısını aralayabilir.

Colorado Boulder Üniversitesi’nden fizikçi Hanqing Zhao, konuyla ilgili "Bunlar doğrudan mikroskop altında ve hatta özel koşullarda çıplak gözle bile gözlemlenebiliyor." ifadelerini kullandı.

NEDİR BU ZAMAN KRİSTALİ?

Zaman kristalleri oldukça yeni bir olgu. ABD’li teorik fizikçi Frank Wilczek tarafından 2012’de öngörülmüş, ancak başta bazı fizikçiler tarafından termodinamiğin temel kurallarını ihlal edebileceği gerekçesiyle reddedilmişti.

Ardından 2016’da, bir Amerikan fizikçi ekibi deneyde gerçekten zaman kristallerini gözlemlediğini duyurdu.

Elmas, kuvars veya tuz gibi kristal malzemeler, uzayda tekrar eden üç boyutlu atom kafeslerinden oluşur. Bu kafesler, adeta atomların birleşim noktalarında oturduğu geometrik bir iskelet gibidir; herhangi bir bölümünü alıp diğerinin üzerine koyabilirsiniz.

Zaman kristali ise parçacıkların yalnızca uzayda değil, zamanda da tekrar ettiği bir düzeni temsil eder. Parçacıklar, çevrelerindeki ritimlerden bağımsız olarak kendi kendine tekrar eden salınımlar yapar ve bu, zaman simetrisini kırar.

Bu sıra dışı özellik, kuantum davranışlarını araştırmak ve teknolojik uygulamalar geliştirmek açısından son derece heyecan verici olarak görülüyor. Bu yüzden bilim insanları, bu kristallerin nasıl “çalıştığını” anlamaya çalışıyor.

GÖZLE GÖRÜLEN ZAMAN KRİSTALİ NASIL ÜRETİLDİ?

Zhao ve meslektaşı Ivan Smalyukh, zaman kristalini saatlerde ve televizyonlarda kullanılan LCD ekranların temel malzemesi olan sıvı kristallerden üretti. Sıvı kristaller, hem sıvı hem de kristal özellikler gösteren çubuk şeklinde moleküllerden oluşuyor.

Araştırmacılar, sıvı kristali ışığa duyarlı boya ile kaplanmış cam plakalar arasına yerleştirdi. Özel ışık türleriyle örneği aydınlattıklarında, boya molekülleri kutuplaştı ve yönelimlerini değiştirerek sıvı kristal üzerinde basınç oluşturdu.

Bu basınç, sıvı kristalde kıvrımlar yarattı. Bu kıvrımlar karmaşık bir dizi etkileşimle birbirini tetikledi ve ışık ve sıcaklık koşulları değişse bile saatlerce süren tekrar eden bir hareket deseni ortaya çıkardı.

Numunede bu desenler, dalgalı renkli çizgiler halinde gözlemlendi.

Çalışmanın sonuçları, bir malzemenin zaman kristali olarak sınıflandırılabilmesi için gerekli sıkı kriterleri karşılıyor. Ancak araştırmacılar, farklı sistemlerde zaman kristallerinin farklı özellikler sergileyebileceğini ve yeni ölçütler geliştirilebileceğini düşünüyor.

"HEYECAN VERİCİ BİR UFKUN BAŞLANGICINI İŞARET EDEBİLİR"

Çalışmada bilim insanları tarafından yazılanlara bakılırsa, bunun öne çıkan uygulama potansiyeli ise daha şimdiden oldukça ilgi çekici:

“Optik cihazlarda, fotonik uzay-zaman kristali üreteçlerinde, telekomünikasyonda ve sahteciliği önleyici tasarımlarda potansiyel teknolojik uygulamalar, zaman ve uzay-zaman kristalleri için heyecan verici bir ufkun başlangıcını işaret edebilir.”

Araştırma Nature Materials dergisinde yayımlandı.