Scoperta una nuova materia: il tempo può essere ingabbiato nel cristallo



Due gruppi di ricercatori delle Università di Harvard e del Maryland sono riusciti a costruire 'cristalli di tempo', creando un nuovo stato della materia

Esiste uno stato della materia che fino a questo momento era sconosciuto, in cui anche il tempo può essere ingabbiato in cristallo. Ad annunciarlo sulla nota rivista Nature sono due gruppi di ricercatori delle Universita’ americane di Harvard e del Maryland che sono riusciti a costruire ‘cristalli di tempo‘. Questo particolare condizione della materia era stata prevista gia’ nel 2012 dall’allora Premio Nobel per la Fisica, Frank Wilczek. Principale autore della ricerca e’ Christopher Monroe dell’Universita’ del Maryland, il quale, lavorando su alcuni cristalli di itterbio, è riuscito a creare le condizioni per le quali questi iniziassero ad oscillare.

Il cristallo temporale creato ad Harvard da Mikhail Lukin, invece, ha una struttura diversa: in questo caso si è lavorato sul diamante. Secondo i ricercatori, quello raggiunto in questa sperimentazione e’ un nuovo stato della materia, ovvero quello di quasi equilibrio. Lo stato fondamentale dovrebbe essere di equilibrio assoluto, invece questi cristalli riescono comunque ad “agitarsi” senza pero’ necessita’ di assorbire energia per farlo. Non si tratta del moto perpetuo, ma di particolari fenomeni che caratterizzano la materia nei suoi stati quantistici. “Albert Einstein – spiega Valerio Rossi Albertini, ricercatore dell’Istituto di Struttura della Materia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Ism-Cnr) – sosteneva che tutte le leggi fondamentali di natura dovessero discendere da uno schema geometrico semplice, una simmetria. In fisica, la simmetria e’ un concetto ancora piu’ ampio, indica che facendo una certa operazione, le cose non cambiano. Nel caso precedente, l’operazione e’ invertire la destra con la sinistra, ma puo’ anche consistere nello spostare un oggetto da un punto all’altro dello spazio: siccome l’oggetto rimane invariato, diciamo che c’e’ una simmetria per spostamento“. Stessa cosa accade quando ci riferiamo al tempo: se un sistema non cambia al trascorrere del tempo, diciamo che e’ temporalmente simmetrico, cosi’ come prima lo era spazialmente.

Ora, “la simmetria spaziale – spiega Rossi Albertini – puo’ non essere continua (come nel caso di un oggetto che rimane uguale a se stesso in ogni punto del suo percorso), ma a salti. Ad esempio, una collana ben tesa di perle identiche e’ un oggetto con una simmetria a salti: le perle si succedono con regolarita’, a distanza fissa. La stessa cosa puo’ essere pensata nel tempo: un sistema che riassume le stesse caratteristiche ogni tot secondi, cioe’ che non rimane uguale a se stesso in ogni istante, ma “a salti” nel tempo, ovvero ad intervalli regolari. Ad esempio, si puo’ pensare ad un’elica di mulino che gira su se stessa a velocita’ costante: ogni pala occupa la posizione della pala precedente ogni frazione di giro. In fisica, si definiscono cristalli i sistemi formati da atomi disposti (in tre dimensioni), in modo analogo alla collana, ovvero, con equispaziati in lunghezza, larghezza e profondità“.

In questo caso, continua il fisico del CNR, “i ricercatori sono riusciti a realizzare un sistema microscopico che ha la caratteristica di regolarita’ “a salti” anche nel tempo, e che -per analogia con il cristallo propriamente detto- e’ stato definito “cristallo temporale”. I cristalli temporali hanno proprieta’ uniche, ancora da comprendere fino in fondo, ma gia’ si intravede la possibilita’ di un loro impiego nei computer di nuova generazione (quantistici), per una crittografia a prova di qualunque tentativo di violazione e come campioni ideali per la comprensione profonda della fisica che presiede al microcosmo dell’infinitamente piccolo, tanto diversa da quella che governa il mondo a cui siamo abituati“.

Per approfondire http://www.meteoweb.eu/2017/03/scoperta-una-nuova-materia-il-tempo-puo-essere-ingabbiato-nel-cristallo/869435/#ky3I55y29OzHqKQP.99

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