Teadlased on loonud uue tüüpi aine, mis käitub väga ebatavaliselt ja peaaegu maagiliselt. Seda nimetatakse ajakristalliks, sest selle sisemine korrastatus kordub mitte ainult ruumis, vaid ka ajas. Lihtsamalt öeldes muutub selline materjal ise pidevalt ja rütmiliselt.
Ajakristall, mida saab päriselt näha
Seekord ei ole ajakristall peidetud keerulise kvanteksperimendi sisse. Seda saab vaadelda mikroskoobi all ning teatud tingimustel isegi palja silmaga. See muudab nähtuse oluliselt kättesaadavamaks nii teadlastele kui ka tulevastele tehnoloogiaarendajatele.
Uuring näitab, et ajakristallid ei ole pelgalt teoreetiline või väga kauge tulevikuidee. Need võivad tekkida materjalidest, mida kasutame juba praegu igapäevastes ekraanides. Selline avastus laiendab meie arusaama ainete käitumisest ja lubab tulevikus uusi rakendusvõimalusi.
Mis on ajakristall?
Tavaline kristall – näiteks sool või jää – omab korrastatud struktuuri, mis ei muutu seni, kuni kristall püsib paigal. Ajakristallis on kord teistsugune, sest see justkui liigub ja “tantsib” kindla rütmi järgi. See sarnaneb korduvatele mustritele, mis vahetavad kuju, kuid naasevad ikka ja jälle samasse tsüklisse.
Varem suudeti selliseid kristalle luua ainult väga külmades ja keerulistes laboritingimustes. Need avaldusid seal pisikeste kvantnähtustena, mida oli peaaegu võimatu otseselt näha. Nüüd on olemas ajakristalli versioon, mida saab vaadelda palju lihtsamalt.
Kuidas see loodi?
Teadlased kasutasid vedelkristalle – samu materjale, mida leidub LCD-ekraanides. Vedelkristallid on olek, mis jääb vedeliku ja tahke aine vahepeale: nende osakesed võivad korrastatult rivistuda, kuid püsivad samal ajal paindlikud.
Uurijad sulgesid vedelkristallid kahe värviga kaetud klaasplaadi vahele. Kui proovi suunati valgus, pöördusid värviosakesed ja justkui surusid vedelkristalle kokku. Seejärel tekkis materjali sisse iseeneslikult palju väikeseid keeriseid, mis hakkasid pulsseerima ja pöörlema korduva rütmi järgi. Oluline on, et see liikumine püsis stabiilsena isegi siis, kui ümbritsevad tingimused veidi muutusid.
Miks on see avastus tähtis?
See tulemus näitab, et ajakristalle saab moodustuda mitte ainult erandlikes äärmuslikes tingimustes, vaid ka suhteliselt tavalistes materjalides. Nii muutub nende uurimine lihtsamaks, kiiremaks ja odavamaks. Samuti aitab see paremini mõista, kuidas looduses tekivad korrapära ja pideva liikumise kombinatsioonid.
Teadlaste arvates võivad sellised rütmilised mustrid tulevikus leida praktilist kasutust. Näiteks võiks neist saada uus võltsimiskindel turvaelement, sest liikuva mustri täpne jäljendamine oleks väga keeruline. Samuti kaalutakse võimalust, et need struktuurid võiksid aidata infot salvestada või toimida tundlike valgustundlike anduritena, mis ei vaja lisatoidet.
Mis saab edasi?
Üks selle töö kaunimaid külgi on selle lihtsus. Nähtuse vaatlemiseks ei ole vaja hiiglaslikke seadmeid ega ekstreemset külma. Piisab vedelkristallidest ja valgusest, mis avab ukse väga erinevatele katsetele.
Uurimisrühm loodab, et nüüd liitub selle valdkonnaga rohkem teadlasi ja insenere. Mida rohkem katseid tehakse, seda kiiremini selgub, milliseid reaalseid tehnoloogiaid saab luua materjalist, mis on ajaliselt korrapärases liikumises.
