Fizycy z NYU Obserwują Makroskopowy Kryształ Czasu Łamiący Trzecią Zasadę Dynamiki Newtona

Zespół fizyków z Uniwersytetu Nowojorskiego (NYU) dokonał eksperymentalnej obserwacji nowej formy kryształu czasu, opisanej w czasopiśmie Physical Review Letters 6 lutego 2026 roku. To egzotyczne stadium materii charakteryzuje się makroskopowymi komponentami, widocznymi gołym okiem, które lewitują na falach dźwiękowych i oddziałują poprzez wymianę tych fal. Odkrycie to, choć dotyczy fundamentalnej fizyki, jest realizowane w sposób zaskakująco prosty, co kontrastuje z powszechnym postrzeganiem kryształów czasu jako zjawisk czysto kwantowych i skomplikowanych.

Eksperyment wykorzystał małe kuleczki polistyrenowe zawieszone w powietrzu za pomocą akustycznego lewitatora, który równoważy siłę grawitacji falami dźwiękowymi. Kiedy lewitujące cząstki wchodzą w interakcję, wymiana sił jest pośredniczona przez rozproszone fale dźwiękowe, co prowadzi do nieodwracalnej interakcji zależnej od rozmiaru cząstek. Profesor David Grier, kierownik Centrum Badań Materii Miękkiej NYU, zaznaczył, że ten dostępny model otwiera drogę do eksploracji zjawisk na styku mechaniki klasycznej i fizyki fal. W skład zespołu wchodzili również studentka studiów magisterskich Mia Morrell oraz studentka studiów licencjackich Leela Elliott.

Kluczowym aspektem naruszającym klasyczną fizykę jest fakt, że większa kuleczka rozprasza więcej energii dźwiękowej niż mniejsza. W rezultacie siła wywierana przez większą cząstkę na mniejszą jest większa niż siła odwrotna. Ta wrodzona asymetria łamie zasadę wzajemności wymaganą przez Trzecią Zasadę Dynamiki Isaaca Newtona, która zakłada równość i przeciwność par sił akcji i reakcji. Ta akustyczna nieodwrotność umożliwia układowi utrzymanie trwałej, samopodtrzymującej się, rytmicznej oscylacji, co jest sygnaturą kryształu czasu.

Dotychczasowe eksperymentalne realizacje kryształów czasu opierały się często na stanach splątanych i złożonych oddziaływaniach kwantowych. Odkrycie NYU jest istotne, ponieważ demonstruje, że porządek kryształu czasu może wyłonić się z klasycznych sił pośredniczonych przez fale, bez konieczności skomplikowanych warunków kwantowych. Urządzenie, mieszczące się w dłoni i mierzące zaledwie trzydzieści centymetrów wysokości, utrzymuje stabilny wzorzec przez wiele godzin. Badanie to, wsparte finansowo przez amerykańską National Science Foundation, stanowi znaczący krok w kierunku zrozumienia, jak symetria czasowo-przestrzenna może być spontanicznie łamana w prostych, klasycznych układach fizycznych.

Asymetria ta pozwala układowi czerpać energię z pola dźwiękowego, aby podtrzymać oscylacje w stanie stacjonarnym, stabilizowanym przez opór lepkości, co jest cechą charakterystyczną aktywnego stanu materii. Implikacje tego odkrycia wykraczają poza fizykę materii skondensowanej, oferując potężny model analogowy do badania zjawisk nieodwrotnych w różnych dziedzinach nauki, w tym w biologicznych rytmach okołodobowych i metabolizmie. Klasyczne kryształy czasu niosą również obietnicę dla rozwoju technologii, w tym obliczeń kwantowych, przechowywania danych oraz tworzenia precyzyjnych czujników nieodwrotnych.