Secondo una nuova ricerca, i cristalli temporali “impossibili” potrebbero effettivamente esistere

Dagli orologi atomici ai computer quantistici, il campo della fisica quantistica ha rilevanza per il mondo che ci circonda in vari modi, anche se il più delle volte in modi che non possiamo vedere. A causa della sua intrinseca invisibilità, nonché della sua natura complicata e confusa, è spesso un campo della scienza difficile da comprendere per molti.

I fisici di tutto il mondo hanno lavorato a lungo per risolvere i misteri della fisica quantistica e come funziona, e ora, in uno studio di Università di Lancasterun team di ricercatori ha scoperto che i “cristalli temporali”, una volta ritenuti impossibili, possono essere reali e obbedire alla fisica quantistica.

Sfondo: cos’è un cristallo del tempo?

I cristalli di tempo sono considerati an disposizione di atomi o particelle che formano schemi ripetitivi regolari nel tempo. Questi cristalli sono opposti al concetto più familiare di cristalli spaziali, che sono solo molecole o atomi disposti secondo schemi nello spazio. I cristalli spaziali includono oggetti come diamanti, fiocchi di neve, perle e persino sale.

Tuttavia, a differenza dei cristalli spaziali, i cristalli temporali sono molto più difficili da concepire e provare. Un tempo si credeva che questi cristalli fossero impossibile, poiché erano composti da atomi in un treno infinito nel tempo. Tuttavia, il lavoro recente dei fisici della Lancaster University può offrire la prova dei cristalli temporali con l’aiuto di un altro argomento a lungo dibattuto nella scienza: il moto perpetuo.

Analisi: macchine a moto perpetuo

Il moto perpetuo descrive il fenomeno dove un dispositivo messo in moto continua per sempre, senza ulteriori immissioni di energia. Le macchine a moto perpetuo hanno affascinato scienziati e inventori decenni, poiché queste macchine massimizzerebbero l’efficienza… se mai ne venisse costruita una. Tuttavia, wbarando ci sono stati molti tentativi di creare tali macchine, nessuno fino ad oggi è mai riuscito, poiché il concetto di moto perpetuo è generalmente riconosciuto come in violazione del primo e del secondo principio della termodinamica.

“Tutti sanno che le macchine a moto perpetuo sono impossibili”, ha spiegato il dott. Samuli Autti, professore della Lancaster University e autore principale del recente studio sui cristalli temporali. Tuttavia, Autti e il team credevano che i cristalli temporali fossero in qualche modo simili al concetto di moto perpetuo e che i due potessero anche essere collegati in un certo modo.

“In fisica, il moto perpetuo va bene fintanto che teniamo gli occhi chiusi”, dice Autti, aggiungendo che “sgattaiolando attraverso questa crepa, possiamo creare cristalli di tempo”.

Per creare i cristalli temporali, i ricercatori hanno utilizzato un raro isotopo di elio chiamato Helium-3. Hanno raffreddato l’elio superfluido fino a quasi zero Kelvin assoluto, quindi hanno creato una coppia di cristalli temporali all’interno dell’elio utilizzando componenti quantistici simili a quelli trovati all’interno di un computer quantistico. Quindi i ricercatori hanno osservato i due cristalli interagire mentre toccavano l’elio.

Sebbene i cristalli siano stati mantenuti a basse temperature, sembrano essere molto più versatili in termini di temperature alle quali possono operare.




“Sappiamo già che esistono anche a temperatura ambiente”, afferma Autti. Il team ha pubblicato i risultati in Comunicazioni sulla natura.

Prospettive: cristalli di tempo per dispositivi futuri?

Sebbene il recente studio sia il primo a indicare l’esistenza nel mondo reale dei cristalli temporali, indica anche implicazioni significative per il futuro sviluppo tecnologico. Ad esempio, i cristalli temporali potrebbero essere utilizzati per far funzionare i computer quantistici a temperatura ambiente, mentre attualmente la maggior parte dei computer quantistici devono essere mantenuti a temperature estremamente basse per funzionare e sono estremamente fragili.

Anche se c’è ancora un lungo percorso per sbloccare completamente il potenziale dei cristalli temporali, un giorno potrebbero aiutare a facilitare macchine quantistiche più stabili e versatili, e quindi far avanzare significativamente il campo della fisica quantistica in generale.

Kenna Hughes-Castleberry è una scrittrice dello staff del Debrief e del Science Communicator presso JILA (una partnership tra l’Università del Colorado Boulder e il NIST). Si concentra sulla tecnologia profonda, sul metaverso e sulla tecnologia quantistica. Puoi trovare altri suoi lavori sul suo sito web: https://kennacastleberry.com/

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