Erster sichtbarer "Zeitkristall" könnte die nächsten großen technologischen Innovationen antreiben

Ein Team von Physikern an der CU Boulder hat den ersten Zeitkristall erschaffen, der groß genug ist, um mit bloßem Auge gesehen zu werden. Dieser Durchbruch macht eine bizarre Form der Materie greifbar und öffnet die Tür zu neuen Technologien. Für diese Errungenschaft verwendeten die Forscher Flüssigkristalle – dasselbe Material, das in LCD-Displays genutzt wird.

Ein Zeitkristall ist eine exotische Phase der Materie, die erstmals 2012 vom Nobelpreisträger Frank Wilczek theoretisiert wurde. In dieser Phase existieren Partikel in einem konstanten, sich wiederholenden Bewegungszustand, sogar in ihrem Ruhezustand, wie eine Uhr, die ewig ohne Batterie läuft. Während Wissenschaftler bereits mikroskopische Zeitkristalle mit Quantencomputern erzeugt haben, ist das Exemplar der CU Boulder der erste überhaupt, der direkt beobachtet werden kann.

Das Team, bestehend aus Professor Ivan Smalyukh und seinem Doktoranden Hanqing Zhao, erreichte dies, indem es eine Flüssigkristall-Lösung zwischen zwei mit Farbstoff beschichteten Glasstücken einschloss. Als die Forscher die Lösung einer bestimmten Art von Licht aussetzten, übten die Farbstoffmoleküle Druck auf die Flüssigkristalle aus. Dadurch entstanden Tausende neuer Verformungen.

Diese begannen, sich in komplexen, sich wiederholenden Mustern zu bewegen und miteinander zu interagieren. Dieser Prozess setzte sich stundenlang fort. Die Muster waren bemerkenswert widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse, da sie selbst dann unverändert blieben, als die Forscher die Temperatur änderten.

Den Forschern zufolge könnte ihre Erfindung in unserem Alltag auf verschiedene Weise eingesetzt werden. Sie nannten zwei spezifische Einsatzbereiche. Erstens könnte sie zur Erstellung eines „Zeit-Wasserzeichens” auf Geldscheinen genutzt werden. Um die Echtheit der Banknoten zu überprüfen, müsste man diese lediglich anleuchten und das entstehende Muster betrachten. Zweitens schlagen sie vor, dass sich durch das Stapeln verschiedener Zeitkristalle unglaublich komplexe Muster erzeugen lassen, die potenziell zur Datenspeicherung genutzt werden können.