Процесс пошел, или Кристаллы во времени

bc52timecrystal

В воскресенье, 12.02.2012 (занятное сочетание цифр), на сайте научных препринтов arXiv.org опубликованы две новые, дополняющие друг друга статьи Фрэнка Вилчека:

 «Кристаллы в классическом времени» – в соавторстве с А.Шапере (A. Shapere and F. Wilczek. Classical time crystals. arXiv:1202.2537)

 «Кристаллы в (мнимом) квантовом времени» (F. Wilczek. Quantum time crystals. arXiv:1202.2539)

Вот что рассказывают об этой работе – в скомпилированном виде – научно-популярные издания.

Если кристаллы существуют в пространственных измерениях, то тогда они должны существовать и во времени тоже, говорит лауреат Нобелевской премии по физике Фрэнк Вилчек.

Одна из наиболее мощных идей современной физики заключается в том, что во вселенной правит симметрия. То есть определенные свойства системы не изменяются, когда она испытывает определенного рода преобразования. В физической реальности математическая идея симметрии проявляется как законы сохранения.

Например, если система ведет себя одинаково в независимости от ориентации или перемещений в пространстве, то она должна подчиняться закону сохранения импульса. Если же система порождает один и тот же результат независимо от того, когда именно это происходит, то она должна подчиняться закону сохранения энергии. Такой подход к анализу природы принято связывать с германской женщиной-математиком Эмми Нетер. Согласно ее знаменитой теореме, всякая симметрия эквивалентна закону сохранения, а законы физики, по сути своей, это результат симметрий в природе.

Равно мощной является идея нарушения симметрии. Когда вселенная демонстрирует меньше симметрии, нежели уравнения, ее описывающие, то физики говорят, что симметрия нарушена.

Хорошо известным примером такого рода является низкоэнергетическое решение, связанное с формированием твердого тела в виде кристалла, то есть тела, имеющего пространственную периодичность в своей структуре. В этом случае пространственная симметрия системы нарушается.

Пространственные кристаллы принято считать хорошо изученными и хорошо понятыми объектами. Однако они поднимают интересный вопрос: а допускает ли природа формирование аналогичный периодических структур не только в пространстве, но и в измерении времени?

Ныне Фрэнк Вилчек из Массачусетского технологического института и Альфред Шапере из Университета Кентукки (Frank Wilczek, Al Shapere) провели исследование этого вопроса и пришли к заключению, что при низких энергиях симметрия во времени, похоже, нарушается точно так же, как и симметрия пространственная.

Согласно их расчетам, данный процесс должен приводить к периодичностям, которые они называют «временнЫе кристаллы» (time crystals). Причем более того, временные кристаллы должны существовать, судя по всему, непосредственно у нас под носом.

Читать далее

Привет вам

Сегодня, по случаю красивой даты 11:11:11, запущен открытый проект под рабочим названием «Книга новостей».

Данная книга — это не научный труд. Скорее, беллетристика в жанре Science fAction, где широко и/или узко известные научные факты собраны и изложены несколько нестандартным образом.

Можно даже сказать, в форме интеллектуальной провокации.

Например, с целью демонстрации, что уже имеющихся у физики и математики результатов оказывается достаточно для естественного объяснения тех моральных законов, что заложены внутри нас.

Или, скажем, дабы показать, каковы топологические и физические причины того, что созерцание звездного неба над нами оказывает столь глубокое и завораживающее воздействие на сознание.

Следуя логике этой картины, физическое устройство мира оказывается возможным изобразить в такой форме, что смысл жизни для всякого человека становится по сути дела самоочевидным.

Не открывая, по большому счету, (почти) ничего принципиально нового, книга перекладывает известные факты и фрагменты естественно-научных знаний в существенно иную картину мира, который всегда и повсюду оказывается наполнен смыслом и целью.

Читать далее