Cristalli del Tempo, ultima frontiera

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Ovvero, quando gli scienziati si spingono là dove nessuno era mai arrivato prima. Sembrava fantascienza quando nel 2012 il fisico e premio Nobel Frank Wilczek teorizzava l’esistenza dei cristalli del tempo, ora nel 2017 sono una realtà

di Elio Nello Meucci

Esiste un nuovo stato della materia: il cristallo del tempo. Andrew Potter, fisico dell’università di Austin (Texas), insieme al collega Norman Yao, dell’università di Berkeley, hanno verificato il modello teorico di Wilczek. Fornendo una ‘ricetta’ per la realizzazione dei cristalli del tempo. «Ci sentiamo come degli esploratori che hanno trovato un nuovo continente», spiega Potter. La scoperta, arrivata grazie agli esperimenti condotti dal team di Christopher Monroe, fisico dell’università del Maryland, è pubblicata su Phyical Review Letters. Dopo la peer-reviewed per confermarne la validità, esce su arXiv e Nature l’8 marzo 2017 la pubblica.

Era il 2012 quando Frank Wilczek teorizzava la possibilità dell’esistenza di una materia che può muoversi cambiando l’allineamento dei suoi atomi. Un allineamento che permette di mantenersi nello stato di minima energia. Generalmente si ritiene che raggiunto questo stato i movimenti della materia siano impossibili, poiché il moto richiederebbe energia che si assesta invece a livello zero. Dalla teoria alla pratica: il team di Christopher Monroe comprova il modello teorico, realizzando così per primo questi strani cristalli. Per mezzo della ricetta di Potter, che ha come ingrediente principale l’itterbio (elemento delle terre rare e appartenente alla famiglia dei metalli), gli atomi vengono bombardati con fasci laser portando la materia di cui è composto questo elemento a uno stadio d’instabilità.

Parallelamente anche a Harvard un team guidato da Mikhail Lukin sperimenta una soluzione alternativa; utilizzando il carbonio di cui è composto il diamante, si ottiene una struttura diversa, ma con le medesime caratteristiche di instabilità. In entrambi i casi, gli atomi hanno cominciato a oscillare ripetutamente con un tempo costante; come un vero e proprio orologio naturale. La sfida, ha osservato Barone, fisico teorico dell’Infn, a Rainews.it «Era creare una situazione nella quale, partendo da sistemi che non hanno una periodicità temporale, si passa a sistemi che ne hanno una».

Per molti esperti le applicazioni potranno essere molteplici; dai computer quantistici che utilizzeranno gli stati rotazionali dei cristalli come codici binari (1 e 0), alla crittografia a prova di hacker, alla misurazione del tempo come teorizzava Wilczek.

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