Tạo ra “tinh thể thời gian” có thể quan sát bằng mắt thường

Một nhóm nhà nghiên cứu tại Đại học Colorado Boulder (Mỹ) vừa phát triển thành công một dạng “tinh thể thời gian” mới có thể quan sát trực tiếp dưới kính hiển vi, thậm chí trong điều kiện đặc biệt có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Thành tựu này mở ra triển vọng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ.

Tinh thể thời gian là trạng thái vật chất đặc biệt, trong đó các thành phần như nguyên tử hoặc phân tử liên tục dao động, chuyển động theo chu kỳ mà không cần năng lượng duy trì, giống như một chiếc đồng hồ vận hành mãi mãi. Ý tưởng này được nhà vật lý đoạt Nobel Frank Wilczek đề xuất năm 2012 và đến nay mới có những phiên bản thực nghiệm tiệm cận khái niệm này.

Trong nghiên cứu công bố ngày 4/9 trên tạp chí Nature Materials, nhóm của giáo sư Ivan Smalyukh và nghiên cứu sinh Hanqing Zhao đã sử dụng tinh thể lỏng – vật liệu vốn được dùng trong màn hình điện thoại – để tạo ra tinh thể thời gian có thể quan sát rõ ràng.

Các nhà khoa học đặt tinh thể lỏng vào giữa hai tấm kính phủ phân tử thuốc nhuộm. Khi chiếu sáng, các phân tử thuốc nhuộm thay đổi hướng, tác động lên tinh thể lỏng khiến hàng nghìn “nút xoắn” hình thành và bắt đầu chuyển động theo chu kỳ lặp lại. Dưới kính hiển vi, hiện tượng này tạo nên các dải hoa văn loang màu sống động và có thể duy trì hàng giờ.

Ông Smalyukh cho biết: “Chỉ cần chiếu ánh sáng, cả một thế giới tinh thể thời gian sẽ hiện ra”.

Đáng chú ý, các mẫu tinh thể này vẫn duy trì được chuyển động ngay cả khi thay đổi nhiệt độ, cho thấy tính bền vững cao.

Theo nhóm nghiên cứu, loại tinh thể thời gian này có tiềm năng ứng dụng đa dạng, từ công nghệ chống làm giả (tích hợp vào tiền giấy, chiếu sáng sẽ hiện hoa văn “dấu nước thời gian”) đến lưu trữ dữ liệu số nhờ khả năng tạo ra các chuỗi hoa văn phức tạp.

Ông Smalyukh nhấn mạnh: “Chúng tôi không muốn giới hạn ứng dụng ngay lúc này. Công nghệ này có thể được khai thác theo nhiều hướng khác nhau”./.