Создан микромасштабный временной кристалл
Пространственно-временной кристалл представляет собой кристалл в дискретном времени. Это новое состояние материи, которое было получено впервые около трех лет назад — в 2018 году. Тогда речь шла о получении кристалла с помощью конденсата Бозе-Эйнштейна и преобразования Фурье. Такой кристалл существует во времени в различном состоянии из-за нарушения симметрии неравновесных систем.
Спустя год, в 2019 году, учёные предложили физическую модель такого кристалла на основе кубитов. В 2021 году физикам удалось создать кристалл с использованием ферромагнитного пермаллоя. Данный материал был заведомо помещен в электромагнитное поле и при комнатной температуре проявил себя как временной кристалл в микромасштабе. Чтобы понять поведение и проследить динамику магноннов, были использованы лабораторные микроскопы, в частности рентгеновский аппарат.
Временной кристалл был реализован на основе собственных колебаний конденсате Бозе-Эйнштейна. Его создание велось при очень низких температурах и в атомарных масштабах. Кристалл имел изменчивые характеристики магнитного момента и пространственного распределения. Если в процессе создания использовать ферромагнитные плёнки, то эти две характеристики определят так называемые магнонные кристаллы. Именно с этими объектами в этот раз ученые решили провести ряд экспериментов.
Физики применяли электромагнитное поле к полосе, выполненной из ферромагнитного пермаллоя в несколько микрометров, в условиях комнатной температуры. Этот материал представлял собой сплав, который на 80% состоял из никеля и на 20% из железа. Применяя внешнее поле, учёные наблюдали образование пространственного узора магноннов (это явление они засняли на видео и опубликовали на сайте института). В процессе наблюдений были зафиксированы изменения параметров спиновой волны: ее z-компонента колебалась под влиянием внешнего поля при частоте возбуждения 4 ГГц, магнитная индукция поля составила 8 миллитесла. Исследуемая система продемонстрировала все колебания, соответствующие свойствам временного кристалла. Её поведение было схоже с поведением конденсата Бозе-Эйнштейна.
Теперь ученым предстоит исследовать все свойства временного кристалла в микромасштабе. Уже было изучено рассеивание внешних магноннов и установлено, что производная потока магнитной плотности относительно времени равна нулю.
