SCIENZA

Nature

Scienza: scoperta una nuova materia, i 'cristalli del tempo'

Gli scienziati hanno realizzato cristalli dotati di una struttura atomica che non si ripete solo nello spazio, ma anche nel tempo

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Sembra uscito da un film di fantascienza, direttamente da uno dei viaggi nel tempo, ma è un oggetto reale: un cristallo la cui struttura regolare si ripete sia nello spazio sia nel tempo.

Descritto sulla rivista Nature, il cristallo temporale era stato immaginato nel 2012 dal Nobel Frank Wilczek e ora quell'ipotesi è stata realizzata nell'università del Maryland, dal gruppo di Christopher Monroe. E' stato lui che, lavorando su alcuni cristalli di itterbio, è riuscito a creare le condizioni per le quali iniziassero ad oscillare. Gli ioni di itterbio sono stati colpiti con due fasci laser e portati dagli scienziati in uno stato di instabilità: sono entrati in una sorta di oscillazione ripetuta e costante, trasformandosi in cristalli di tempo. La periodicità fa sì che gli stessi funzionino come degli orologi naturali. Insieme a lui hanno lavorato diversi altri gruppi di ricerca tra cui anche alcuni dell'Università del Texas di Austin. "E' un risultato molto interessante e si può pensare a una sua applicazione nei futuri computer quantistici o dei sistemi di crittografia quantistica", ha osservato il fisico teorico Vincenzo Barone, dell'università del Piemonte orientale e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). "Le possibili applicazioni - ha aggiunto - potrebbero essere molte, ma non è facile immaginarle fin da adesso".

Finora gli unici cristalli reali erano quelli la cui struttura è formata da reticoli di atomi ordinati che si ripetono uguali a se stessi nello spazio. Il Nobel Wilczek si interrogava sulla possibilità di costruire cristalli dalle caratteristiche analoghe nel tempo, ossia che si ripetono uguali a se stessi dopo un intervallo prefissato di tempo. "La sfida - ha osservato Barone - era creare una situazione nella quale, partendo da sistemi che non hanno periodicità, si passa a sistemi che hanno una periodicità temporale". Si tendeva cioè a costruire un sistema in cui in modo spontaneo 'emergeva' un orologio.

Secondo i ricercatori, quello raggiunto in questa sperimentazione è un nuovo stato della materia. Lo stato è quello di quasi equilibrio. Lo stato fondamentale dovrebbe essere di equilibrio assoluto, invece questi cristalli riescono comunque ad "agitarsi" senza però necessità di assorbire energia per farlo. Non si tratta del moto perpetuo, ma di particolari fenomeni che caratterizzano la materia nei suoi stati quantistici. 
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