Fyzici vytvořili přelomový časový krystal viditelný pouhým okem

Foto: Ilustrační obrázek / Pixabay

Krystaly by se mohly přidávat například do bankovek, aby se ztížilo jejich padělání. Pokud byste chtěli vědět, zda je daná bankovka pravá, stačilo by posvítit na „časový vodoznak“ a sledovat vzor, ​​který se objeví.

Nejde o první časový krystal, který byl vytvořen, ale je prvním, který můžeme skutečně vidět. Přelomový vzorek vytvořili fyzici z Coloradské univerzity Boulder. K výrobě použili tekuté krystaly, stejné, jako jsou v displejích telefonů.

„Časový krystal“ je název pro zvláštní fázi hmoty, ve které se částice, jako jsou například atomy nebo i jiné částice, nacházejí v neustálém pohybu. Fascinující na celé věci je, že je lze pozorovat nejen přímo pod mikroskopem, ale za určitých podmínek dokonce i pouhým okem.

Vědci navrhli skleněné články, které naplnili tekutými krystaly – v tomto případě „tyčinkovitými molekulami“, které se chovají trochu jako pevná látka a trochu jako kapalina.

Za zvláštních okolností, pokud na ně posvítíte, tekuté krystaly začnou vířit a pohybovat se podle vzorů, které se v průběhu času opakují. Pod mikroskopem se tyto vzorky tekutých krystalů podobají psychedelickým tygřím pruhům a mohou se pohybovat celé hodiny, podobně jako hodiny, které se otáčejí celou věčnost.

Existující krystaly v prostoru a čase

Krystaly času možná zní jako něco ze sci-fi. Ve skutečnosti se vědci inspirovali z přírodních krystalů, jako jsou diamanty, nebo obyčejná kuchyňská sůl. Tradiční krystaly si skutečně můžeme představit jako ty „vesmírné“. Například atomy uhlíku, které tvoří diamant. Ve skutečnosti tvoří v prostoru mřížkový vzor, ​​který je velmi těžké rozdělit.

Základní myšlenkou se tedy stal záměr, zda by bylo možné vytvořit krystal, který by byl podobně dobře organizovaný. Ovšem ne v prostoru, ale v čase. Ani v klidovém stavu by atomy v takovém stavu netvořily mřížkový vzor, ​​ale pohybovaly by se, nebo transformovaly v nekonečném cyklu, jako GIF, který se opakuje stále dokola a pokud ho něco nezastaví, koná tak donekonečna.

Původní koncept, kterým přišel nositel Nobelovy ceny Frank Wilczek už v roce 2012, se ukázal jako nerealizovatelný, ale v průběhu let vědci vytvořili fáze hmoty, které se k sobě poměrně přibližují. Fyzici Zhao a Smalyukh testovali, zda by mohli dosáhnout podobného výkonu s tekutými krystaly.

Foto: Zhao a Smalyukh, 2025, Univerzita Colorado / CC BY-NC-ND 4.0

Smaljukh vysvětlil, že pokud tyto molekuly stisknete správným způsobem, shluknou se tak pevně, že vytvoří smyčky. Je pozoruhodné, že se tyto smyčky pohybují a za určitých podmínek se mohou chovat i jako atomy. Smalyukh a Zhao pak vložili roztok tekutých krystalů mezi dva kusy skla potažené molekulami barviva. Samy o sobě tyto vzorky většinou zůstaly v klidu. Když je ale zasáhli určitým druhem světla, molekuly barviva změnily svou orientaci a stlačily tekuté krystaly. Během toho se náhle vytvořily tisíce nových zlomů. Tyto uzly také začaly vzájemně interagovat po neuvěřitelně složité sérii kroků. Představte si místnost plnou tanečníků. Dvojice se rozdělí, točí se po místnosti, zase se spojí a všechno to dělají znovu a znovu.

Vzory, které vytvořili, bylo v čase také neobvykle těžké prolomit. Vědci mohli zvýšit nebo snížit teplotu svých vzorků, aniž by narušili pohyb tekutých krystalů.

Zdroje: https://www.colorado.edu/today/2025/09/05/physicists-have-created-new-time-crystal-it-wont-power-time-machine-could-have-many