Erste Kreation eines „Zeitkristalls“, der mit bloßem Auge beobachtet werden kann

Amerikanische Wissenschaftler haben gerade den ersten Zeitkristall geschaffen, den Menschen tatsächlich mit bloßem Auge sehen können, was Perspektiven für die Anwendung in vielen Bereichen der Technologie eröffnet.

Streifen, die in einem Zeitkristall unter einem Mikroskop beobachtet wurden – Foto: Nature Materials

Laut der Wissenschaftsseite Science Daily haben Wissenschaftler der University of Colorado Boulder (USA) erfolgreich eine neue Form von „Zeitkristallen“ entwickelt, die direkt unter einem Mikroskop beobachtet werden können, sogar unter speziellen Bedingungen, die mit bloßem Auge sichtbar sind.

Im Gegensatz zu regulären Kristallen, die räumlich angeordnet sind, stellen Zeitkristalle einen besonderen Aggregatzustand dar, in dem Komponenten wie Atome oder Moleküle kontinuierlich oszillieren und sich in Zyklen bewegen, ohne dass Energie benötigt wird, um sie aufrechtzuerhalten – wie eine Uhr, die ewig läuft.

Diese Idee wurde 2012 von dem Nobelpreisträger und Physiker Frank Wilczek vorgeschlagen, und erst jetzt existieren experimentelle Versionen des Konzepts.

Obwohl es nicht das erste Mal ist, dass Kristalle hergestellt werden, ist diese Erfindung die erste, die Menschen tatsächlich sehen können, was viele Anwendungsmöglichkeiten eröffnen könnte.

In einer am 4. September in der Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlichten Studie nutzte das Team um Professor Ivan Smalyukh und Doktorand Hanqing Zhao Flüssigkristalle – Materialien, die üblicherweise in Handybildschirmen verwendet werden – um Zeitkristalle zu erzeugen, die sich bei Beleuchtung zu endlos wiederholenden Wirbelmustern anordnen.

„Mit einem einzigen Lichtblitz erscheint eine ganze Welt von Zeitkristallen. Sie können sogar mit einem Mikroskop und unter bestimmten Bedingungen mit bloßem Auge beobachtet werden“, so das Team.

In dem Experiment platzierten Wissenschaftler eine Flüssigkristalllösung zwischen zwei mit Farbstoffmolekülen beschichtete Glasplatten. Bei Lichteinfall änderten die Farbstoffmoleküle ihre Richtung, was den Flüssigkristall beeinflusste, Tausende von „Knoten“ bildete und dazu führte, dass sich die Moleküle in einem sich wiederholenden Zyklus bewegten.

Unter dem Mikroskop entstehen durch dieses Phänomen lebhafte, streifenförmige Muster, die stundenlang sichtbar bleiben können.

Bemerkenswerterweise behielten diese Kristallproben ihre Bewegung auch bei Temperaturänderungen bei, was auf eine hohe Stabilität hindeutet.

Laut den Autoren birgt diese neue Technologie das Potenzial, in verschiedensten Bereichen Anwendung zu finden. So könnte die Regierung beispielsweise Zeitkristalle in Banknoten integrieren, um Fälschungen vorzubeugen: Durch einfaches Anleuchten würde ein charakteristischer „Zeitstempel“ erscheinen.

Darüber hinaus könnten durch das Stapeln mehrerer Zeitkristalle komplexe Muster erzeugt werden, was den Weg für Methoden zur Speicherung großer Mengen digitaler Daten ebnen würde.

„Wir wollen die potenziellen Anwendungsbereiche jetzt nicht einschränken. Ich denke, es gibt viele Möglichkeiten, diese Technologie in viele Richtungen weiterzuentwickeln“, betonte Professor Smalyukh.

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Quelle: https://tuoitre.vn/lan-dau-tao-ra-tinh-the-thoi-gian-co-the-quan-sat-bang-mat-thuong-20250908124159946.htm