Lần đầu tạo ra ‘tinh thể thời gian’ có thể quan sát bằng mắt thường

Theo trang khoa học Science Daily, các nhà khoa học tại Đại học Colorado Boulder (Mỹ) vừa phát triển thành công một dạng “tinh thể thời gian” mới có thể quan sát trực tiếp dưới kính hiển vi, thậm chí trong điều kiện đặc biệt có thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Khác với tinh thể thông thường được sắp xếp theo không gian, tinh thể thời gian là trạng thái vật chất đặc biệt, trong đó các thành phần như nguyên tử hoặc phân tử liên tục dao động, chuyển động theo chu kỳ mà không cần năng lượng duy trì, giống như một chiếc đồng hồ vận hành mãi mãi.

Ý tưởng này được nhà vật lý đoạt giải Nobel Frank Wilczek đề xuất năm 2012 và đến nay mới có những phiên bản thực nghiệm tiệm cận khái niệm này.

Dù đây không phải là lần đầu tiên tinh thể thời gian được tạo ra, nhưng sáng chế này là sáng chế đầu tiên mà con người thực sự có thể nhìn thấy, có thể mở ra nhiều cơ hội ứng dụng.

Trong nghiên cứu công bố ngày 4-9 trên tạp chí Nature Materials, nhóm của giáo sư Ivan Smalyukh và nghiên cứu sinh Hanqing Zhao đã sử dụng tinh thể lỏng - vật liệu vốn được dùng trong màn hình điện thoại - để tạo ra tinh thể thời gian, sắp xếp thành các hoa văn xoáy lặp lại vô tận khi được chiếu sáng.

Nhóm cho biết: “Chỉ cần một tia sáng, cả một thế giới tinh thể thời gian xuất hiện. Chúng thậm chí có thể quan sát được bằng kính hiển vi, và trong điều kiện đặc biệt, bằng mắt thường”.

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đặt dung dịch tinh thể lỏng giữa hai tấm kính phủ phân tử thuốc nhuộm. Khi chiếu sáng, các phân tử thuốc nhuộm đổi hướng, tác động lên tinh thể lỏng, hình thành hàng ngàn “nút xoắn” và bắt đầu chuyển động theo chu kỳ lặp lại.

Dưới kính hiển vi, hiện tượng này tạo nên các dải hoa văn loang màu sống động và có thể duy trì hàng giờ.

Đáng chú ý, các mẫu tinh thể này vẫn duy trì được chuyển động ngay cả khi thay đổi nhiệt độ, cho thấy tính bền vững cao.

Theo nhóm tác giả, công nghệ mới này có tiềm năng khai thác và ứng dụng vào đa dạng lĩnh vực. Ví dụ, chính phủ có thể tích hợp tinh thể thời gian vào tiền giấy để chống làm giả: chỉ cần chiếu sáng sẽ xuất hiện “dấu thời gian” đặc trưng.

Ngoài ra, việc chồng nhiều tinh thể thời gian có thể giúp tạo ra các hoa văn phức tạp, mở đường cho phương thức lưu trữ khối lượng lớn dữ liệu số.

“Chúng tôi không muốn giới hạn tiềm năng ứng dụng ngay lúc này. Tôi nghĩ có rất nhiều cơ hội để đưa công nghệ này đi xa hơn nữa theo nhiều hướng”, giáo sư Smalyukh nhấn mạnh.

Trở lại chủ đề

CÔNG KHẢI

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