Bilim İnsanları İlk Kez Fizik Yasalarını İhlal Eden Kristaller Yaratıldı

Almanya ve ABD’den fizikçiler, dönen parçacıklardan oluşan sıra dışı kristalleri inceledi. Bu yapılar kendiliğinden parçalanıp yeniden birleşebiliyor ve özellikleri alışılmış elastikiyet kanunlarını ihlal ediyor. Çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımlandı.

Bilim insanları, bu kristallerin sıradan katı cisimler gibi davranmadığını keşfettiler: bunlar “anomali elastikiyet” olarak adlandırılan bir özelliğe sahip. Normal bir malzeme çekildiğinde uzarken, bu kristal deforme olmaz, bunun yerine burkulmaya başlar.

“Birçok dönen elemandan oluşan sistem tamamen yeni, doğrusal olmayan bir davranış sergiliyor,” dedi Düsseldorf Heinrich Heine Üniversitesi’nden Profesör Hartmut Löwen. “Yüksek yoğunlukta, bu tür nesneler ‘alışılmadık’ madde özelliklerine sahip katı bir cisim oluşturuyor.”

Araştırmacılar bu yapılara “transvers etkileşimli kristaller” adını verdiler. Kuvvetli sürtünme altında parçacıkları dönmeye başlar ve merkezlerini birleştiren çizgiye dik olarak birbirlerini iterler, bu da kristalin küçük dönen parçalara ayrılmasına yol açar. Ancak, kristal parçalandıktan sonra kendini yeniden toplayabilir.

Hesaplamalar, büyük kristallerin zamanla daha küçük parçalara ayrıldığını, küçük kristallerin ise kritik bir boyuta ulaşana kadar büyüdüğünü gösterdi. Bu, kristallerin büyümeye çalıştığı normal termodinamiğin tersidir.

“Doğanın temel bir özelliğini keşfettik: parçacıkların dönme hızı ile parçacıkların kritik boyutu arasında sıkı bir ilişki var,” dedi çalışmanın baş araştırmacısı Wayne State Üniversitesi’nden Profesör Zhi-Feng Huang.