Cercetătorii au reuşit să creeze cristale de timp: cristale a căror structură nu se repetă doar în spaţiu, ci şi în timp, punându-le într-o oscilaţie continuă, fără consum de energie. Descoperirea poate părea abstractă, dar deschide calea unei noi ere în fizică - până acum s-a studiat materia ca fiind numai în „echilibru”, adică în starea de nemişcare, fără fluctuaţii în timp. Aceste cristale sunt structuri care se mişcă şi atunci când au cea mai scăzută fază de energie - faza statică.
Prima dată, acestea au fost prezise de fizicianul Frank Wilczek. De obicei, când un material se găseşte în starea de nemişcare, în punctul 0 de energie al sistemului, este teoretic imposibil ca structura acestuia să se mişte sau să se modifice.
- Frank Anthony Wilczek
- Fizician
- Născut pe 15 mai 1951, în Mineola, New York, SUA
- Laureat al Premiului Nobel pentru Fizică în 2004, împreună cu David Gross şi David Politzerş pentru descoperirea libertăţii asimptotice în teoria interacţiunii tari
- În 2012, a propus ideea cristalelor de timp
Cristalele normale au o structură atomică ce se repetă în spaţiu - precum reţeaua de carbon a diamantului. Dar aceasta este în echilibru şi rămâne astfel nemişcată. Cristalele de timp au o structură care se repetă în timp, nu doar în spaţiu, oscilând în starea normală.
Cristalele acestea se comportă precum jeleul, la atingere, încep să se mişte, diferenţa este că în cazul cristalelor de timp nu este nevoie de un factor extern sau de energie pentru mişcare, ci aceasta este starea lui naturală - este incapabil să stea nemişcat.
Noul studiu arată că acestea nu sunt doar teoretice, ci şi pot fi create în laborator. Norman Yao de la Universitatea din California, Berkeley, alături de colegii săi, au publicat o lucrare în Physical Review Letters pe care Yao o numeşte „podul dintre ideea teoretică şi implementarea experimentală”.
Două studii paralele care ajung la aceeaşi concluzie
Bazate pe această idee au fost efectuate două studii independente: unul la Universitatea Maryland şi altul la Harvard. Ambele studii au fost anunţate la sfârşitul anului trecut, pentru a fi publicate în reviste de specialitate. De asemenea, un lucru promiţător este că cele două echipe au folosit sisteme total diferite, bazate pe aceeaşi idee.
Cristalele de timp de la Universitatea Maryland au fost create prin înşiruirea a 10 ioni de yterbiu cu spini de electroni amestecaţi. Ideea era ca aceşti ioni să nu formeze o stare de echilibru şi pentru a face acest lucru cercetătorii au bombardat înşiruirea cu două lasere. Un laser a creat un câmp magnetic, iar al doilea a schimbat parţial spinul atomilor.
Atomii s-au poziţionat într-o structură stabilă şi repetitivă, caracteristică pentru un cristal, dar era nevoie de depăşirea stării de echilibru pentru a deveni un cristal de timp.
Cercetătorii au observat apoi ceva bizar. Cristalul reacţiona în alt timp faţă de timpul în care era bombardat cu cele două lasere. Yao menţionează că „nu ar fi ciudat când, dacă ai mişca un jeleu, acesta ar reacţiona la o perioadă diferită?”.
Cristalul de timp de la Harvard a fost diferit. Cercetătorii au folosit aglomerări de azot în spaţiile libere ale structurii cristalului de diamant.
Sursa: descopera.ro
