Nhà Vật lý NYU Quan sát Tinh thể Thời gian Cổ điển Vi phạm Định luật III Newton

Một nhóm các nhà vật lý tại Đại học New York (NYU) đã công bố quan sát thực nghiệm về một dạng tinh thể thời gian cổ điển, với các thành phần vĩ mô có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Phát hiện này, được công bố trên tạp chí *Physical Review Letters* vào ngày 6 tháng 2 năm 2026, mô tả một hệ thống đơn giản, trái ngược với nhận thức phổ biến rằng tinh thể thời gian là các hiện tượng lượng tử phức tạp.

Các hạt nhỏ bằng polystyrene, có kích thước milimet, được giữ lơ lửng giữa không trung bằng một thiết bị gọi là bộ tạo dao động âm học, sử dụng sóng âm đứng để cân bằng lực hấp dẫn. Nhóm nghiên cứu bao gồm Giáo sư David Grier, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Vật chất Mềm NYU, sinh viên sau đại học Mia Morrell, và sinh viên đại học Leela Elliott. Sự ổn định của mô hình này là đáng chú ý, khi các hạt duy trì sự dao động nhịp nhàng kéo dài hàng giờ trong thiết bị chỉ cao khoảng ba mươi centimet.

Cơ chế cốt lõi của hiện tượng này liên quan đến sự tương tác giữa các hạt lơ lửng thông qua việc trao đổi các sóng âm bị tán xạ. Khi các hạt có kích thước khác nhau tương tác, lực trao đổi không đối xứng do sự khác biệt về khả năng tán xạ sóng âm; một hạt lớn hơn sẽ tán xạ năng lượng âm nhiều hơn, dẫn đến lực tác dụng lên hạt nhỏ hơn lớn hơn lực phản hồi từ hạt nhỏ lên hạt lớn. Sự bất đối xứng cố hữu này phá vỡ tính đối xứng tương hỗ, vốn là yêu cầu của Định luật III về Chuyển động của Isaac Newton, vốn quy định rằng mọi hành động đều có một phản ứng bằng và ngược chiều. Sự vi phạm tính đối xứng tương hỗ này cho phép hệ thống duy trì một dao động nhịp nhàng, tự duy trì, đó là dấu hiệu đặc trưng của một tinh thể thời gian.

Các nhà nghiên cứu kết luận rằng thành tựu này đã tạo ra một tinh thể thời gian cổ điển vĩ mô mà cơ chế hoạt động của nó vi phạm Định luật III Newton. Hệ thống cổ điển, dễ tiếp cận này của NYU cung cấp một mô hình tương tự vĩ mô mạnh mẽ để khám phá các tương tác không đối xứng, mở ra những viễn cảnh cho việc nghiên cứu các hiện tượng không đối xứng tương hỗ trên nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau. Các mô hình này có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về các nhịp sinh học trong sinh học hệ thống, chẳng hạn như nhịp sinh học và quá trình trao đổi chất.

Giáo sư Grier nhấn mạnh rằng hệ thống đơn giản này là một mô hình tiếp cận được, khác biệt với sự phức tạp lượng tử điển hình, cho phép các nhà thực nghiệm và lý thuyết khám phá các hành vi phi đối xứng mới nổi. Những tinh thể thời gian này còn hứa hẹn ứng dụng trong việc thúc đẩy lĩnh vực tính toán lượng tử, lưu trữ dữ liệu, và phát triển các cảm biến chính xác cùng các thiết bị không đối xứng. Việc các hạt polystyrene, vật liệu tương tự bọt xốp đóng gói, có thể tạo ra trật tự tinh thể thời gian chỉ bằng lực sóng âm cho thấy hành vi phức tạp có thể nảy sinh từ các vật liệu thông thường trong các điều kiện ổn định.

Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy hai hạt milimet dao động ở tần số khoảng 61 chu kỳ mỗi giây, phù hợp với dự đoán lý thuyết, với chuyển động duy trì sự đều đặn mà không phải do tác động bên ngoài. Những kết quả này cho thấy rằng trật tự tinh thể thời gian không nhất thiết phải dựa vào trạng thái cơ bản lượng tử hoặc điều kiện siêu lạnh, mà có thể phát sinh từ các lực được truyền qua sóng cổ điển phá vỡ tính đối xứng tương hỗ. Sự đơn giản của thiết lập thực nghiệm, với thiết bị cao khoảng một foot, làm cho những phát hiện này trở nên dễ tiếp cận để nghiên cứu sâu hơn về động lực học của tinh thể thời gian bên ngoài lĩnh vực lượng tử.