Zaman kristalleri, kulağa imkansız gelen özelliklere sahip garip bir madde halidir, ancak yaratılmışlardır. Şimdi Alman bilim insanları, önceki deneylere kıyasla 10 milyon kat daha uzun süre dayanan bir tane yaptılar.
Gündelik bir nesneyi bilimkurgu gibi göstermek isteseydik, genel olarak kristal dediğimiz şeylerin aslında "uzay kristalleri" olduğunu söyleyebilirdik. Takılarınızdaki ya da sadece tuzluğunuzdaki bu şeyler, atomlarının kendilerini uzayda tekrar eden bir düzende dizmeleri sayesinde şekillerini alırlar.
Ancak uzay ve zaman genellikle aynı "kumaşın" iki bileşeni olarak ele alındığından, bu zamanda tekrar eden desenlere sahip kristaller de olduğu anlamına mı geliyor? Nobel Ödülü sahibi ve MIT'de fizikçi olan Frank Wilczek tarafından 2012 yılında ortaya atılan hipotez buydu.
Bunun nasıl çalışacağını anlamak zor, ancak yaygın bir benzetme, bir kase jöleyi gözünüzün önüne getirmek ve bir kaşıkla vurulduğunda nasıl tepki vereceğini hayal etmektir. Genellikle birkaç saniye sallanmasını ve sonra durmasını beklersiniz. Ancak bu jöle bir zaman kristali olsaydı, bir gecikmeden sonra sallanabilir, durabilir, tekrar sallanabilir, tekrar durabilir ve başka bir dokunuştan daha fazla girdi olmasa bile süreci aşağı yukarı süresiz olarak tekrarlayabilirdi.
Sürekli hareket eden bir makineye rahatsız edici derecede benzetilebilir, ancak zaman kristalleri aslında termodinamiğin hiçbir yasasını çiğnemez ve sistemdeki entropi miktarı sabit kalır. Bilim insanları birkaç yıl boyunca zaman kristallerinin varlığının mümkün olup olmadığını tartıştı, ta ki 2017'de bir ekip nihayet laboratuvarda zaman kristalleri yaratmayı başarana kadar.
Daha sonraki çalışmalarda bu kristallere çocuk kristal yetiştirme setlerinde ve kuantum bilgisayar işlemcilerinde rastlandı ve hatta birbirleriyle etkileşime girdikleri gözlemlendi.
Ancak bu örnekler bir zaman kristalinin gerçek özünü yakalayamadı, sadece bazı senkronize olmayan davranışları yakalayabildi. Daha önceki benzetmeyi devam ettirecek olursak, jöleye saniyede bir kez dokunuyor ve sadece iki saniyede bir sallanmasını izliyorlardı. Gerçek bir zaman kristali kendi kendine sallanmaya başlar ve daha sonra periyodik bir düzende sonsuza kadar sallanır.
Bu tür bir zaman kristali ilk kez 2022 yılında gösterilmiş, ancak sadece birkaç milisaniye sürmüştü.
Şimdi, Almanya'daki Dortmund Üniversitesi'ndeki bilim insanları 10 milyon kat daha uzun süren bir tane yarattılar. İndiyum galyum arsenitten yapılan bu kristal, nükleer spini polarize olana kadar sürekli olarak aydınlatılıyor. Ekip, bir süre sonra çekirdeğin, zaman kristaline eşdeğer bir süreçte, öngörülebilir bir düzende kendiliğinden salınmaya başladığını söylüyor.
Araştırmacılar deneylerinde bunun 40 dakika sürdüğünü kaydettiler, ancak potansiyel olarak çok daha uzun süre devam edebileceğini söylüyorlar.
Ekip, kristalin döngüsünün zaman diliminin deneysel koşullar değiştirilerek değiştirilebileceğini söylüyor. Ayrıca kristalin "erimesi" de sağlanabilir; bu durumda kristal örüntüsünü kaybeder ve kaotik bir davranış sergilemeye başlar. Bu da yeni bir çalışma alanı açabilir.