Физики Нью-Йоркского университета создали новый тип временного кристалла, в котором частицы движутся несимметрично и не подчиняются третьему закону движения Ньютона. Согласно этому закону, каждое действие вызывает равное и противоположно направленное противодействие, однако в разработанной системе баланс сил оказался нарушен.
Временные кристаллы представляют собой необычную форму материи, частицы которой колеблются подобно маятнику, и около десяти лет назад ученые впервые создали такой кристалл в реальном мире. Под руководством профессора Дэвида Гриера из Центра исследований мягкой материи исследователи Миа Моррелл и Лила Эллиот разработали новую версию, в которой крошечные пенополистирольные шарики парят на звуковой подушке, а звуковые волны выступают в роли акустического левитатора.
Как пояснила Моррелл, звуковые волны воздействуют на частицы подобно тому, как волны на поверхности воды влияют на плавающий лист, позволяя удерживать объекты в воздухе, преодолевая силу гравитации. Левитирующие бусинки взаимодействуют друг с другом, рассеивая звуковые волны: более крупные экземпляры рассеивают больше звука и оказывают большее воздействие на мелкие, чем наоборот, что создает дисбаланс во взаимном влиянии. По словам исследовательницы, это напоминает два парома разного размера, которые, приближаясь к причалу, создают волны, толкающие друг друга в разной степени в зависимости от их размера.
Поскольку взаимодействие передается звуковыми волнами, на него не распространяется третий закон Ньютона. Особенность этой работы заключается в том, что устройство имеет высоту около 30 сантиметров, а происходящие в нем процессы видны невооруженным глазом. Гриер подчеркнул, что их система отличается невероятной простотой. Предполагается, что данное исследование поможет ученым в изучении биологических систем, таких как циркадные ритмы, а также нереципрокных процессов.
Читайте также: «Нейроморфный чип, имитирующий работу мозга, снизит энергопотребление ИИ до 70%».