To, co fyzici považovali za překážku, se ukázalo jako klíčový prvek: kvantové interakce ve skutečnosti posilují stabilitu časových krystalů. Nový objev z Technické univerzity ve Vídni přepisuje učebnice moderní fyziky a otevírá cestu k převratným technologiím.
To, co bylo dosud považováno za nepřekonatelnou překážku při vytváření jednoho z nejpodivnějších stavů hmoty, se ve skutečnosti ukázalo být jejím hlavním spojencem. Tým fyziků z Technické univerzity ve Vídni v Rakousku vyvrátil dosavadní předpoklady o časových krystalech tím, že prokázal, že kvantové interakce je zdaleka nedestabilizují, ale naopak jim dodávají robustnost, kterou ke své existenci potřebují. Toto zjištění zcela nově definuje chápání těchto záhadných systémů.
Vědecká komunita se totiž domnívala, že kvantové korelace – ono tajemné a téměř okamžité spojení mezi částicemi – jsou překážkou jejich stability. Převládající teorie tvrdila, že tyto interakce by vytvářely nevyhnutelný nepořádek, který by rychle rozptýlil jakékoliv sebeudržitelnější rytmické vzorce, které by mohly vzniknout, a tím by zabránil vzniku stabilního časového krystalu.
Překvapení však přišlo až při pozorování složitého experimentálního systému. Vědci analyzovali dvourozměrnou síť částic držených pohromadě laserovými paprsky a zjistili, že kvantová propojení nejenže nevytvářejí chaos, ale aktivně podporují vznik periodického oscilačního vzoru, což se ukázalo jako klíč k jeho vzniku.
Od překážky ke stavebnímu kameni
V tomto novém rámci se časové krystaly ukazují jako ještě fascinující stav hmoty. Jedná se o kvantový systém, jehož periodické chování, podobně jako tikot hodin, nepotřebuje k udržení sebe sama žádný vnější přívod energie. Jeho pohyb se opakuje v čase donekonečna, což zcela odporuje intuici i konvenčnějším zákonům termodynamiky.
Can Time Itself Form a Crystal? New Research Says Yes, in a Surprising Way | https://t.co/SeHpTUoTCM
— SciTechDaily (@SciTechDaily1) October 5, 2025
Důsledky tohoto objevu jsou proto dvojí a mají obrovský význam. Na jedné straně nám umožňuje proniknout do základní fyziky kvantových systémů o mnoha tělesech, což je jeden z nejsložitějších a nejslibnějších oborů současné vědy. Na druhé straně otevírá řadu budoucích aplikací, které by mohly změnit technologii, jak ji známe. Toto zjištění se přidává k dalším výzkumům, které naznačují, že možná nastal kvantový průlom, který může odemknout budoucnost technologií.
V konečném důsledku by tato nová cesta k robustnějším časovým krystalům mohla být prvním krokem k vývoji mnohem stabilnějších kvantových počítačů nebo přístrojů s nebývalou přesností. Takový pokrok by umožnil detekovat nejjemnější odchylky ve vesmíru, jako jsou gravitační vlny nebo extrémně slabá magnetická pole, a otevřel by tak nové okno do zkoumání vesmíru.
Časové krystaly: Fenomén za hranicemi science fiction
Časové krystaly poprvé navrhl fyzik Frank Wilczek v roce 2012. Na rozdíl od běžných krystalů, které opakují svou strukturu v prostoru, časové krystaly opakují svou strukturu v čase. Tento koncept, který zpočátku vypadal jako něco ze sci-fi románu, zaujal představivost vědců díky svému potenciálu zpochybnit tradiční fyzikální zákony.
Schopnost těchto krystalů udržovat perpetuum mobile bez ztráty energie by mohla způsobit revoluci v chápání času a energie. To je zvláště důležité v oblasti kvantové výpočetní techniky, kde jsou stabilita a koherence klíčové pro vývoj účinných a škálovatelných systémů.
Budoucnost výzkumu časových krystalů
Objev ve Vídni otevírá nové dveře nejen v teoretické fyzice, ale podporuje i aplikovaný výzkum. Časové krystaly by mohly být využity ke zlepšení přesnosti atomových hodin, které jsou nezbytné pro satelitní navigaci a telekomunikace. Mohly by také hrát klíčovou roli při vývoji pokročilých kvantových senzorů, které jsou schopné detekovat nepatrné změny v prostředí.
V oblasti energetiky by časové krystaly mohly nabídnout nové způsoby účinnějšího skladování a přenosu energie. Ačkoli jsou tyto aplikace zatím v počátečních fázích, jejich potenciál je obrovský a slibuje proměnu mnoha průmyslových odvětví.
Objev, že kvantové interakce mohou stabilizovat časové krystaly, představuje milník v moderní fyzice. Jak budou vědci pokračovat ve zkoumání tohoto jevu, je pravděpodobné, že se objeví nové aplikace a teorie, které dále rozšíří naše chápání vesmíru.