Der erste Zeitkristall, der die Tür zu neuen Technologien öffnet

Ein Physikerteam der University of Colorado (CU Boulder) hat erstmals einen Zeitkristall geschaffen, der so groß ist, dass er mit bloßem Auge sichtbar ist. Dieser Durchbruch öffnet die Tür zu neuen Technologien und macht diese ungewöhnliche Materieform für den Alltag greifbar. Die Forscher nutzten dafür Flüssigkristalle, das gleiche Material, das auch in LCD-Bildschirmen verwendet wird.

Zeitkristalle wurden 2012 erstmals theoretisch vom Nobelpreisträger Frank Wilczek beschrieben. Sie stellen einen exotischen Zustand der Materie dar, in dem sich Teilchen auch im Ruhezustand in ständiger, sich wiederholender Bewegung befinden. Man könnte sie als eine Uhr beschreiben, die ohne Batterie läuft. Obwohl Wissenschaftler bereits zuvor mikroskopische Zeitkristalle mithilfe von Quantencomputern erzeugt haben, ist dieser von der CU Boulder der erste, der direkt beobachtet wurde.

Professor Ivan Smalyukh und sein Doktorand Hanqing Zhao schlossen Flüssigkristalle zwischen zwei mit Farbstoff beschichtete Glasplatten ein. Bei Beleuchtung mit einem speziellen Licht drückten die Farbstoffmoleküle gegen die Flüssigkristalle und erzeugten Tausende neuer „Falten“. Diese Fältchen begannen sich zu bewegen und in komplexen, sich wiederholenden Mustern zu interagieren, die stundenlang anhielten und trotz Temperaturschwankungen unverändert blieben.

Die Forscher schlagen zwei praktische Anwendungen vor. Die erste ist ein „Zeitwasserzeichen“ auf Banknoten, das bei Beleuchtung authentische Muster offenbart. Die zweite könnte die Datenspeicherung durch das Stapeln verschiedener Zeitkristalle zu komplexen Strukturen sein.