Creato il ‘cristallo temporale’: la teoria del Nobel Wilczek diventa realtà

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Di ‘cristalli del tempo‘ si parla già da alcuni anni ma è delle ultime settimane la notizia che alcuni scienziati dell’Università del Maryland sarebbero riusciti a creare quello che è a tutti gli effetti considerato un nuovo stato della materia e la cui esistenza era stata fino ad oggi solo ipotizzata in una serie di teorie. Ma di cosa si tratta? gli esperti parlano del cristallo temporale come di un elemento dalla struttura regolare che si ripete nello spazio e nel tempo; non è fantascienza in quanto già nel 2012 il premio Nobel Frank Wilczek aveva immaginato il cristallo del tempo che il gruppo di Christopher Monroe è riuscito a creare cinque anni dopo. L’ipotesi sollevata da Wilczek, del Massachusetts Institute of Technology, era quella di riuscire a costruire cristalli formati da reticoli ordinati che, nello spazio, si ripetono uguali a sè stessi, facendo in modo che si ripetessero uguali a sè stessi anche in un determinato periodo di tempo. Ovvero passare da sistemi privi di periodicità, quelli dei normali cristalli come diamanti o fiocchi di neve, costiuiti da uno schema tridimensionale che si ripete nello spazio, a sistemi caratterizzati da una periodicità temporale. La teoria del Nobel è stata verificato dal professor Andrew Potter e dal collega Norman Yao, l’uno dell’Università del Texas ad Austin e l’altro dell’Università di Berkeley, ed in seguito comprovato dal team di Chris Monroe, fisico dell’Università del Maryland a College Park (del quale fanno parte anche Potter e Yao).

Passare dalla teoria alla concretezza non è stato semplice: si è partiti studiando il comportamento di dieci atomi isolati in una trappola elettromagnetica che, sollecitati da un fascio laser esterno, interagivano tra di loro. In questo modo, ovvero andando a manipolare i singoli atomi, è stato possibile studiarne ed analizzarne il comportamento in un dato periodo di tempo. Questa capacità di manipolazione è stata la base grazie alla quale gli scienziati hanno ottenuto il cristallo temporale, in grado di sopravvivere addirittura alla morte dell’Universo. Un risultato ottenuto lo scorso agosto ma del quale si è diffusamente parlato nelle ultime settimane, grazie ad un approfondito articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature nel quale vengono descritte nel dettaglio le caratteristiche della scoperta. Il team di lavoro ha analizzato la costante rotazione degli atomi di un cristallo temporale notando che tornano alla loro posizione originale nonostante si trovino nel più basso stato energetico; dimostrando che la simmetria di queste strutture cristalline esiste nella quarta dimensione del tempo come nello spazio. Per ottenere il cristallo del tempo si è partiti da una molecola di itterbio elemento chimico di numero atomico 70 che appartiene alla famiglia dei metalli, parte del gruppo delle terre rare.

In futuro, secondo gli esperti, potrebbe essere applicato nei computer quantistici o nei sistemi di crittografia quantistica ma, potenzialmente, anche in molteplici altre applicazione ad oggi ancora difficili da immaginare; darà certamente una forte spinta allo sviluppo dei nuovi sistemi di trasferimento dati ed archiviazione nei computer quantistici. Si tratta infatti di un primo passo verso una nuova frontiera della fisica come sottolineato da Andrew Potter che ha dichiarato: “ci sentiamo come degli esploratori che hanno scoperto un nuovo continente. Il nostro risultato è stato possibile grazie alle teorie di Wilczek“.

Daniele Orlandi

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