肉眼で観察できる「時間結晶」を初めて作成

アメリカの科学者らは、人間が実際に肉眼で見ることができる初めての結晶を作り出し、多くの技術分野への応用の可能性を広げた。

顕微鏡下で観察された時間結晶の縞模様 - 写真：Nature Materials

科学ページ「サイエンス・デイリー」によると、コロラド大学ボルダー校（米国）の科学者らは、肉眼では確認できない特殊な状況下でも顕微鏡で直接観察できる新しい形の「時間結晶」の開発に成功したという。

空間的に配列された通常の結晶とは異なり、時間結晶は、原子や分子などの構成要素が継続的に振動し、永遠に動き続ける時計のように、維持するためのエネルギーを必要とせずに周期的に動く特殊な物質の状態です。

このアイデアは、ノーベル賞を受賞した物理学者フランク・ウィルチェクによって2012年に提唱されましたが、現在になって初めてこの概念の実験バージョンが存在するようになりました。

結晶が作られたのは今回が初めてではないが、この発明は人間が実際に見ることができる初めての結晶であり、多くの応用の可能性を開く可能性がある。

9月4日にネイチャーマテリアルズ誌に掲載された研究で、イヴァン・スマルユク教授と大学院生ハンチン・ジャオ氏のチームは、携帯電話の画面によく使われる素材である液晶を使い、光を当てると無限に渦巻く模様を繰り返す時間結晶を作成した。

「ほんの一瞬の光で、時間結晶の世界が出現します。顕微鏡で観察することも、特殊な条件下では肉眼でも観察できます」と研究チームは述べています。

実験では、色素分子を塗布した2枚のガラス板の間に液晶溶液を置きました。光を当てると、色素分子の方向が変わり、液晶に影響を与え、数千もの「結び目」を形成し、周期的に動き始めました。

顕微鏡で見ると、この現象により、何時間も持続する鮮やかな縞模様の模様が生まれます。

驚くべきことに、これらの結晶サンプルは温度が変化しても動きを維持し、高い安定性を示しました。

著者らによると、この新技術は様々な分野で活用・応用できる可能性がある。例えば、 政府は偽造防止のため、紙幣にタイムクリスタルを組み込むことができる。光を当てるだけで、特徴的な「タイムスタンプ」が現れるのだ。

さらに、複数の時間結晶を積み重ねることで複雑なパターンを作成することができ、大量のデジタルデータを保存する方法への道が開かれる可能性がある。

「現時点では、潜在的な応用範囲を限定したくはありません。この技術を様々な方向に発展させる機会はたくさんあると考えています」とスマルユク教授は強調しました。

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