Leidse wetenschappers werken mee aan materiaal dat uit zichzelf beweegt

Natuurkundigen uit Leiden, Amsterdam, en het Verenigd Koninkrijk hebben een nieuw materiaal ontwikkeld waarvan de onderdelen vanzelf in een gezamenlijk ritme bewegen. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Het materiaal bestaat uit kleine robotachtige onderdelen die elkaars bewegingen beïnvloeden. Eerst bewegen ze allemaal op hun eigen manier, maar na verloop van tijd ontstaat er een gezamenlijk patroon. Dit patroon beweegt zich als een golf over het materiaal.

Het bijzondere aan dit materiaal is dat de beweging van de losse onderdelen wordt aangedreven, maar het patroon dat ontstaat wordt niet aangestuurd. De onderdelen vormen dus zelf het ritme door elkaars bewegingen te beïnvloeden.

Tijdskristal
Omdat het materiaal zowel in de ruimte als in de tijd een herhalend patroon vormt, is het een tijdskristal.
Een gewoon kristal, zoals keukenzout, heeft een vaste structuur waarin de deeltjes een regelmatig patroon volgen. Bij een tijdskristal herhaalt niet alleen het vormelijke patroon zich, maar ook de beweging van de onderdelen.

Een kristal kan vergeleken worden met een groep dansers die in een vast patroon stilstaan. Bij een tijdskristal voeren de dansers, op hun vaste plek, eerst verschillende bewegingen uit. Geleidelijk ontstaat er een gezamenlijk ritme waarin hun bewegingen op elkaar zijn afgestemd. De onderdelen gedragen zich dus als een menigte op een dansfeest, meedeinend op het ritme van de muziek.

Leiden Wetenschap