PNAS: Впервые созданы кристаллы, нарушающие законы физики

Немецкие и американские физики изучили необычные кристаллы, которые состоят из вращающихся частиц. Данные структуры могут самопроизвольно разрушаться, а затем снова собираться. При этом их свойства вступают в противоречие с привычными законами упругости. Работа опубликована в журнале PNAS.

Специалисты выяснили, что подобные кристаллы ведут себя отлично от обычных твердых тел: они имеют так называемую «аномальную упругость». Привычные материалы при растяжении удлиняются, а новинка не деформируется, лишь начинает скручиваться. Такие объекты способны образовывать твёрдые тела, обладающие нестандартными свойствами материи.

Исследователи дали этим структурам название «кристаллов с поперечным взаимодействием». В условиях сильного трения их частицы начинают вращения, толкая друг друга перпендикулярно линии соединения центров и провоцируя разрушение кристалла на мелкие вращающиеся фрагменты. Но после распада кристалл самопроизвольно собирается обратно.

Расчёты показывают: большие кристаллы со временем распадутся на более мелкие, а маленькие растут до достижения критических размеров. Это расходится с обычной термодинамикой, где кристаллы стабильно стремятся укрупняться.

Авторы работы отмечают, что им удалось обнаружить фундаментальное свойство природы: скорость вращения частиц и критические размеры фрагментов находятся в строгой зависимости.