Fizikçiler, bir zaman kristalini neon renkli çizgiler halinde, gözümüzün önünde dalgalandığı görülebilecek şekilde inşa ettiler.
Michelle Starr
Çeviren: Sena Kaplan
GazeteBilim Yazı İşleri
Fizikçiler çok yakın zamanda zaman kristallerinin gizemli dünyasında büyük bir buluşa imza attılar.
Bir zaman kristalini neon renkli çizgiler halinde, gözümüzün önünde dalgalandığı görülebilecek şekilde inşa ettiler. Materyalin yapısı; bize sahtecilik karşıtı önlemler, rastgele sayı üreteçleri, iki boyutlu barkodlar ve optik cihazlar gibi çok fazla teknolojik olasılığı içeren bir dünyanın kapısını aralayabilir. Colorado Boulder Üniversitesinden fizikçi Hanqing Zhao, zaman kristalleri için “Bir mikroskobun altında özel koşullar altında direkt gözlemlenebiliyorlar.” diyor.
ABD’li teorik fizikçi Frank Wilczek tarafından 2012’de ön görülen zaman kristalleri anlaşıldığı üzere çok yeni bir kavram. Termodinamiğin ana kurallarından birine uymayan bir kural dışı kavram olarak ilk başta bazı fizikçiler tarafından göz ardı edilmişti. Sonrasında ABD’li fizikçiler tarafından oluşan bir takım, zaman kristallerini bir deneyde görüldüklerini rapor etmişlerdi.
Elmas, kuvars ve tuz gibi kristal maddeler, üç boyutlu atomik kafes gibi uzayda tekrarlayan ve köşelerde atomların olduğu düşünebileceğimiz geometrik bir oyun kafesi gibiler. Tekrarlayan herhangi bir parça, diğer bir başkasının üstüne kusursuzca denk getirilebiliyor. Bir zaman kristali, zamansal boyutta bir parçacık deseni. Bu da demek oluyor ki zaman kristalleri sadece uzayda değil ama zamanda da tekrarlanıyor. Kristalin parçacıkları bir zamanlamayla birlikte uzayda dalgalanıyor. Aynı şekilde bu zamanlama da kendisini tekrarlıyor ve yine geçen zamanı simgeleyen periyot bir başka zaman parçasının üzerine kusursuzca getirilebiliyor. En önemlisi de bu dalgalanma, kendi çevresindeki herhangi bir ritme karşılık gelerek zaman simetrisini bozuyor.
Zaman kristallerinin potansiyeli, hem kuantum davranışını anlamak hem de zaman kristallerinin teknolojik uygulamaları için oldukça heyecan verici. Bu nedenle de bilim insanları, zaman kristallerini gözlemleyip neden bu tür bir örüntü oluşturduklarını bilmek istiyorlar.
Zhao ve iş arkadaşı Colorado Boulder Üniversitesinden Ivan Smalyukh, zaman kristallerini sıvı kristallerden oluşturdular. Aynı zamanda sıvı kristaller LCD’lerde bulunuyorlar, LCD’ler ise daha yaygın olarak televizyonlarda ve dijital saatlerin ekranları gibi kullanma alanlarına sahipler. Sıvı kristaller, çubuk şeklinde moleküllerden oluşuyorlar ve hem biraz sıvı gibi hem de kristal gibi davranan maddeler.
Araştırmacılar, zaman kristallerini oluşturmak için sıvı kristali iki cam plaka arasında yerleştirip ışığa duyarlı bir boya ile kapladılar. Yaptıkları numunenin üzerinde farklı türden ışıklar tuttuklarında ise boya moleküllerinin polarlaştığını, oryantasyonlarını değiştirdiklerini ve sıvı kristal üzerine basınç uyguladığını gördüler. Sıvı kristallere uygulanan bu basınç, karmaşık adımlarla kristallerin kendileriyle saatlerce süren ve değişen, ışık ve sıcaklık altında değişmeyen bir hareket örüntüsü içerisinde etkileşmelere neden oluyor. Bu örüntüler, dalgalanan renkli çizgiler olarak gözlemlendiler.
Smalyukh’un dediğine göre, “Her şey, hiçbir şeyden meydana geliyor. Sadece yapmanız gereken bir ışık çakmak ve böylelikle zaman kristallerinin kocaman dünyası görülebilir hale geliyor.”
Nature Materials’da yayımlanan araştırmaların sonuçları zaman kristallerinin ne olduğu hakkındaki katı kurallara tabi tutulurken araştırmacılar, diğer sistemlerde zaman kristallerinin özelliklerini keşfetmek için fazlasıyla alan olduğunu belirttiler. Zaman kristallerinin diğer sistemlerde nasıl kendini gösterdiğini keşfederek araştırmacılar zaman kristallerinin ne olduğu hakkında kriterlerin açığa çıkabileceğini de dillendirdiler.
Aynı zamanda zaman kristallerinin ortaya çıkardığı potansiyel pratik uygulamalar fazlasıyla ilgi çekiçi. Smalyuhk ve Zhao, “Optik cihazlarında, fotonik uzay-zaman kristali jeneratörlerinde, telekomünikasyon alanında, anti-counterfeiting tasarımlarında uygulamaları olabilecek olması zaman ve uzay-zaman kristalleri için heyecanlı bir başlangıç gibi görünmesinden ziyade temel araştırmaların teknolojik kullanışlılığı geliştirebileceğinin bir örneği.” diye konuşuyorlar.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/world-first-physicists-created-a-time-crystal-that-we-can-actually-see (Son erişim tarihi: 18.09.2025)
