US-Forscher synthetisieren ersten „Einstein-Kristall“

Wissenschaftlern aus Berkeley (Kalifornien) ist eine wissenschaftliche Sensation geglückt. Sie synthetisierten erstmals einen Zeitkristall.

Es ist eine perfekte wissenschaftliche Sensation, aber niemand nimmt sie wahr, weil sie so schwer verständlich ist. Lasst mich versuchen, sie in wenigen Sätzen zu erklären:

Wissenschaftler aus dem Team von Norman Yao von der University of California in Berkeley fanden einen Weg, um einen Zeitkristall zu basteln. Was zum Teufel ist das? Wenn man einen gewöhnlichen Kristall betrachtet, so fällt dieser durch eine charakteristische dreidimensionale Symmetrie von Partikeln wie Atomen oder Atomgruppierungen auf. Ein Zeitkristall, oder besser gesagt ein „Raum-Zeit Kristall“, erweitert die drei Raumdimensionen durch eine vierte, nämlich die Zeit.

Zur Verdeutlichung ein Gedankenexperiment, bei dem wir uns auf eine Reise durch das Innere eines Kristalls begeben: In einen gewöhnlich Kristall wird dabei die die periodisch wiederkehrende Symmetrie innerhalb des Raums wahrgenommen. In einem Raum-Zeit Kristall hingegen wird die Symmetrie wie in einem Film als zeitliche Abfolge erlebt. Es ist schwer vorstellbar, nicht wahr? Einen passenden Namen für die neuen Kristalle hätte ich auch schon (bevor mir die Idee jemand wegschnappt): Einstein-Kristalle!

Das Konzept geht auf den Nobelpreisträger Frank Wilczek zurück. Im Jahre 2012 sagte er voraus, dass die Periodizität von Kristallen prinzipiell um die vierte Dimension – also Zeit – erweitert werden könnte. Er stellte sich dabei ein System im niedrigsten Energiezustand vor. Dieser Zustand würde das System im Raum einfrieren – wie ein normaler Kristall. Das geschieht veranschaulicht, wenn man ein Glas mit Wasser einfriert. Wenn das Wasser dann kristallisiert, bilden die Atome feste und vorgegebene Strukturen. Der vom Kristall eingenommene Raum ist periodisch geworden. Der Kristall hat damit die räumliche Symmetrie durchbrochen, weil er regelmäßige Strukturen nur in manchen Richtungen aufweist, anstatt komplett gleichmäßig zu sein. Wilczeks 4D-Kristalle verhalten sich in der Zeit ganz 17201183_760523517448457_5387606177907961656_n-287x300 US-Forscher synthetisieren ersten "Einstein-Kristall"ähnlich. Das heißt: Genauso wie die Atome eines räumlichen Kristalls im Raum in regelmäßigen Intervallen auftreten, treten die Bewegungen von in regelmäßigen Perioden auf.

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(Bildquelle: AliExpress)