Scoperta di nuovi cristalli temporali

Una strana forma di materia chiamata cristallo del tempo è apparsa di recente in due nuove posizioni. Gli scienziati hanno creato un tale cristallo in fosfato monoammonico, come riportato nel numero di maggio di Physical Review Letters, e un altro gruppo lo ha creato in un mezzo liquido contenente particelle a forma di stella, questa pubblicazione è apparsa su Physical Review.

A differenza di altri noti esempi, cristallo del tempo da fosfato monoammonico, era costituito da un materiale solido con una struttura fisica ordinata, cioè cristallo tradizionale. Il resto dei materiali dai quali si sono formati finora i cristalli è stato disordinato. Gli scienziati hanno creato per la prima volta i cristalli temporali nel 2016. Uno di questi era fatto di diamante con difetti, l'altro era realizzato utilizzando una catena di ioni di itterbio.

I cristalli ordinari come il sale e il quarzo sono esempi di cristalli spaziali tridimensionali e ordinati. I loro atomi formano un sistema ripetitivo noto agli scienziati da decenni. I cristalli del tempo sono diversi. I loro atomi vibrano periodicamente prima in una direzione e poi nell'altra, eccitati da una forza magnetica pulsante (risonanza). È chiamato "tic tac'.

Il ticchettio nel cristallo del tempo è contenuto entro una certa frequenza, sebbene gli impulsi interagenti abbiano una risonanza diversa. Ad esempio, gli atomi nei cristalli temporali studiati in uno degli esperimenti dell'anno scorso hanno ruotato a una frequenza di solo metà della frequenza delle pulsazioni del campo magnetico che agiscono su di essi.

Gli scienziati affermano che la comprensione dei cristalli temporali potrebbe portare a miglioramenti negli orologi atomici, nei giroscopi e nei magnetometri e aiutare a creare la tecnologia quantistica. La US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ha annunciato finanziamenti per la ricerca su una delle scoperte scientifiche più strane degli ultimi anni.

- ha detto a Gizmodo il capo del programma DARPA, Dott.ssa Rosa Alehanda Lukashev. I dettagli di questi studi sono riservati, ha detto. Si può solo concludere che si tratta di una nuova generazione di orologi atomici, più conveniente e stabile delle complesse strutture di laboratorio attualmente utilizzate. Come sapete, tali timer sono utilizzati in molti importanti sistemi militari, incluso, ad esempio, il GPS.

Premio Nobel Frank Wilczek

Prima che i cristalli venissero effettivamente scoperti, furono concepiti in teoria. È stato inventato qualche anno fa da un premio Nobel americano. Frank Wilczek. In breve, la sua idea è quella di rompere la simmetria, come nel caso delle transizioni di fase. Tuttavia, nei cristalli temporali teorici, la simmetria sarebbe rotta non solo in tre dimensioni spaziali, ma anche nella quarta - nel tempo. Secondo la teoria di Wilczek, i cristalli temporali hanno una struttura ripetitiva non solo nello spazio ma anche nel tempo. Il problema è che questo implica la vibrazione degli atomi nel reticolo cristallino, cioè movimento senza alimentazioneciò che i fisici consideravano impossibile e impossibile.

Anche se ancora non conosciamo i cristalli che il famoso teorico voleva, e probabilmente non lo farà mai, nel 2016 i fisici dell'Università del Maryland e dell'Università di Harvard hanno costruito cristalli temporali "discontinui" (o discreti). Questi sono sistemi di atomi o ioni che dimostrano un movimento collettivo e ciclico, comportandosi come un nuovo stato della materia precedentemente sconosciuto, resistente alle più piccole perturbazioni.

Anche se non così insolito come il prof. Wilczek, i cristalli temporali appena scoperti sono abbastanza interessanti da attirare l'interesse militare. E sembra abbastanza significativo.