NYU-Natuurkundigen Observeren Macroscopisch Tijdskristal dat Derde Wet van Newton Lijkt te Overtreden

Een team van natuurkundigen aan de New York University (NYU) heeft een experimentele waarneming gedaan van een nieuw, onconventioneel type tijdskristal. Deze exotische aggregatietoestand van materie manifesteert zich in macroscopische componenten die zichtbaar zijn en zweven op een ondergrond van geluidsgolven, waarbij de interactie wordt gemedieerd door de uitwisseling van deze golven. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters op 6 februari 2026, beschrijven een systeem dat opvallend eenvoudig van aard is.

De experimentele opstelling maakt gebruik van kleine polystyreenkorrels die in de lucht worden gehouden door een akoestische levitator, een apparaat dat staande geluidsgolven inzet om de zwaartekracht tegen te gaan. Professor David Grier, leider van het onderzoek en directeur van het Center for Soft Matter Research van NYU, benadrukte de eenvoud van het systeem. Dit onderscheidt het van de gebruikelijke perceptie van tijdskristallen als uitsluitend complexe kwantumfenomenen. Het onderzoeksteam omvatte naast Grier ook afgestudeerde studente Mia Morrell en bachelorstudente Leela Elliott.

De kern van de observatie ligt in de interactie tussen de zwevende deeltjes, gemedieerd door verstrooide geluidsgolven. Door een verschil in grootte tussen de korrels, verstrooit een groter deeltje meer geluidsenergie dan een kleiner deeltje, wat resulteert in een asymmetrische krachtsoverdracht. De kracht die het grote deeltje op het kleine uitoefent, is groter dan de wederkerige kracht die het kleine deeltje op het grote uitoefent. Deze inherente asymmetrie breekt de wederkerigheid die vereist is door de Derde Wet van Isaac Newton, die stelt dat krachten altijd in gelijke en tegengestelde paren voorkomen.

Deze schending van de wederkerigheid stelt het systeem in staat een aanhoudende, zelfonderhoudende ritmische oscillatie te handhaven, wat het kenmerk is van een tijdskristal. De opstelling is compact; het apparaat is ongeveer dertig centimeter hoog en de deeltjes behouden het patroon urenlang stabiel. De implicatie is dat een macroscopisch, klassiek systeem een gedrag vertoont dat in strijd lijkt met een fundamentele wet van de klassieke mechanica, zoals geformuleerd in Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica uit 1687.

De relevantie van deze ontdekking strekt zich uit tot diverse wetenschappelijke domeinen, aangezien het onverwachte perspectieven biedt voor het bestuderen van niet-wederkerige verschijnselen. De bevindingen bieden een observeerbaar, macroscopisch analoog model voor het onderzoeken van niet-wederkerige interacties in systemen zoals biologische processen, waaronder circadiane ritmes en metabolisme. Bovendien beloven deze tijdskristallen vooruitgang op het gebied van precisiesensoren en niet-wederkerige apparaten. De onderzoekers concluderen dat dit experiment een klassiek tijdskristal introduceert wiens werkingsmechanisme de Derde Wet van Newton omzeilt, wat de resultaten toegankelijk maakt voor verder macroscopisch onderzoek.