Физики смоделировали жидкость, способную течь во времени

Физики из Института физики сложных систем Общества Макса Планка в Германии разработали теоретическую модель временной жидкости — состояния, в которое может «расплавиться» временной кристалл, как лёд превращается в воду

Обычный кристалл, например лёд, повторяет свою структуру в пространстве, а временной кристалл повторяет своё поведение во времени. Авторы взяли за основу дискретный временной кристалл: его раскачивает внешний источник, например лазер, но кристалл «тикает» в своём ритме — один такт на два такта источника. В модели двумерная решётка взаимодействующих спинов (условно — сетка магнитных стрелок-компасов) помещена в электромагнитную полость. Ровного ритма извне нет: полость нагревают, и стрелки поворачиваются под действием случайных тепловых колебаний её поля.

В расчётах при определённых условиях спины начали колебаться с частотой вдвое ниже частоты полости, хотя сама раскачка была совсем нерегулярной. Но время от времени они сбивались с такта и переходили на другой, равноценный вариант того же ритма. Авторы назвали такие сбои «временными солитонами» — дефектами временного порядка, которые нарушают долгосрочную согласованность, но не уничтожают основной ритм. Это похоже на таяние льда: вода сохраняет локальную структуру и после разрушения кристаллической решётки, а спины так же сохраняли ближний временной порядок, теряя дальний. Такое состояние физики назвали дискретной временной жидкостью.

Главный вывод: тепловые колебания не только разрушают порядок, но и создают его — правда, лишь в определённом диапазоне температур. При низких температурах они слишком слабы, чтобы появился ритм, при средних спины входят в ритм, а при высоких порядок распадается. Кроме того, авторы допускают, что временная жидкость может существовать даже в тепловом равновесии, где обычные временные кристаллы не образуются.

Пока модель остаётся теоретической: статья опубликована на сервере препринтов arXiv и ещё не прошла рецензирование. Авторы описали возможные способы получить временную жидкость в эксперименте и их ограничения. Если это удастся, она поможет изучить, как материя реагирует на колебания среды и как из беспорядка возникает порядок.

Ранее по теме: Физики впервые создали «кубит времени», способный обратить ход квантового процесса

Источник: ScienceAlert