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Tecnologia

Queste due università hanno creato dei veri cristalli di tempo

Teorizzati per la prima volta nel 2012, i cristalli di tempo sono esistiti sempre e solo nei libri. Almeno finora.

Due gruppi di ricercatori di Harvard e dell'Università del Maryland hanno pubblicato due paper oggi su Nature, in cui descrivono il modo in cui sono riusciti a creare in modo indipendente tra di loro dei cristalli di tempo per la prima volta in laboratorio.

I cristalli di tempo sono una nuova fase della materia che è stata descritta per la prima volta come un'anomalia matematica dal premio Nobel Frank Wilczek nel 2012, in cui la periodicità di un cristallo spaziale a tre dimensioni viene estesa nella quarta dimensione: il tempo. Se la cosa vi suona del tutto fuori di testa e quasi impossibile da comprendere, avete assolutamente ragione. Per apprezzare in tutto e per tutto la magnitudine del lavoro dei due gruppi di Harvard e Maryland, vi consiglio di ripassare prima l'argomento.

Ad ogni modo, l'idea originale di Wilczek per un cristallo di tempo, che ha descritto come "l'emergere spontaneo di un orologio," assomigliava in modo sospetto a una macchina del moto perpetuo e nonostante l'indubbio aspetto innovativo dell'idea, la fisica che andava a giustificarla non funzionava. Finché, nel 2015, un gruppo di ricercatori dell'università di Princeton guidato da Shivaji Sondhi ha pubblicato uno studio su come i cristalli di tempo potrebbero essere traslati dal reame della teoria a quello di un laboratorio.

Usando il primo blueprint per un cristallo di tempo, e alcune ricerche condotte nel frattempo ai laboratori Station Q di Microsoft alla UC di Santa Barbara, i fisici di Harvard e dell'Università del Maryland sono riusciti a creare in modo indipendente tra loro un cristallo di tempo in laboratorio. I due gruppi hanno usato metodi diversi basati sulla stessa teoria di fondo.

Stando al paper pubblicato oggi dal gruppo dell'Università del Maryland, per creare un cristallo di tempo hanno usato dieci ioni di itterbio intrappolati e allineati in fila, che poi hanno colpito con impulsi laser per invertire lo spin degli ioni a metà della velocità dell'impulso laser — una periodicità che funge da segno rivelatore di un cristallo di tempo autentico. Il gruppo di Harvard, invece, ha creato il proprio cristallo di tempo usando le imperfezioni di un diamante, chiamate vacanze di azoto, e ha invertito gli spin di questi atomi di azoto usando un campo di microonde.

Dove porteranno queste ricerche rimane una domanda aperta. Per ora, i ricercatori stanno ancora ragionando sulle possibili applicazioni di questa nuova fase della materia, ma sospettano che, dato che si tratta di un sistema azionato periodicamente, possa essere un buon candidato per un sistema di memoria quasi perfetto per i computer quantistici del futuro.