Oamenii de stiinta confirma existenta unui alt tip de materie: cristalele de timp

Cercetatorii au reusit sa creeze cristale de timp: cristale a caror structura nu se repeta doar în spatiu, ci si în timp, punându-le într-o oscilatie continua, fara consum de energie.

Doua cercetari paralele si independente au dezvaluit ca au reusit sa creeze si sa masoare aceste cristale bizare în laborator, confirmând existenta unei faze a materiei ramasa necunoscuta pâna acum, relateaza Business Insider.

Descoperirea poate parea abstracta, dar deschide calea unei noi ere în fizica – pâna acum s-a studiat numai materia ca fiind numai în „echilibru”, adica în starea de nemiscare, fara fluctuatii în timp. Aceste cristale sunt structuri care se misca si atunci când au cea mai scazuta faza de energie – faza statica.

Prima data au fost prezise de câstigatorul premiului Nobel din 2012, fizicianul Frank Wilczek. De obicei, când un material se gaseste în starea de nemiscare, în punctul 0 de energie al sistemului, este teoretic imposibil ca structura acestuia sa se miste sau sa se modifice.

Cristalele normale au o structura atomica ce se repeta în spatiu – precum reteaua de carbon a diamantului. Dar aceasta este în echilibru si ramâne astfel nemiscata. Cristalele de timp au o structura care se repeta în timp, nu doar în spatiu, oscilând în starea normala.

Cristalele acestea se comporta precum jeleul, la atingere, încep sa se miste, diferenta este ca în cazul cristalelor de timp nu este nevoie de un factor extern sau de energie pentru miscare, ci aceasta este starea lui naturala – este incapabil sa stea nemiscat.

Noul studiu arata ca aceste nu sunt doar teoretice, ci si pot fi create în laborator. Norman Yao de la Universitatea din California, Berkeley, alaturi de colegii sai, au publicat o lucrare în Physical Review Letters pe care Yao o numeste „Podul dintre ideea teoretica si implementarea experimentala”.

Doua studii paralele care ajung la aceeasi concluzie

Bazate pe aceasta idee au fost efectuate doua studii independente: unul la Universitatea Maryland si altul la Harvard.

Ambele studii au fost anuntate la sfârsitul anului trecut pentru a fi publicate în reviste de specialitate. De asemenea, un lucru promitator este ca cele doua echipe au folosit sisteme total diferite bazate pe aceeasi idee.

Cristalele de timp de la Universitatea Maryland au fost create prin însiruirea a 10 ioni de yterbiu cu spini de electroni amestecati.

Ideea era ca acesti ioni sa nu formeze o stare de echilibru si pentru a face acest lucru cercetatorii au bombardat însiruirea cu doua lasere. Un laser a creat un câmp magnetic, iar al doilea a schimbat partial spinul atomilor.

Atomii s-au pozitionat într-o structura stabila si repetitiva, caracteristica pentru un cristal, dar era nevoie de depasirea starii de echilibru pentru a deveni un cristal de timp.

Cercetatorii au observat apoi ceva bizar. Cristalul reactiona în alt timp fata de timpul în care era bombardat cu cele doua lasere. Yao mentioneaza ca „nu ar fi ciudat daca ai misca un jeleu acesta ar reactiona la o perioada diferita?”

Cristalul de timp de la Harvard a fost diferit. Cercetatorii au folosit aglomerari de azot în spatiile libere ale structurii cristalului de diamant.

Phil Richerme de la Universitatea Indiana care nu a fost implicat în acest studiu dezvaluie: „faptul ca doua sisteme atât de divergente au avut rezultate similare sugereaza ca aceste cristale de timp sunt o noua faza a materiei, nu doar ceva redus la sisteme particulare. […] confirma ca depasirea simetriei poate aparea în toate domeniile naturii si deschide calea pentru mai multe arii de cercetare”.

Lucrarea stiintifica a echipei de la Harvard poate fi accesata aici, iar cea de la Universitatea Maryland aici.

In concluzie, savanti sustin ca au descoperit o noua faza a materiei, numita cristal de timp, în care atomii se misca într-un tipar care se repeta în timp si nu în spatiu asa cum se întâmpla la cristalele traditionale.

Sarea, fulgii de nea si diamantele sunt cristale, adica atomii sunt aranjati într-un tipar tridimensional care se repeta. Recent, savantii au publicat în jurnalul Nature crearea unei noi faze a materiei, unde tiparele se repeta în timp, relateaza Science Daily.

Existenta cristalelor de timp a fost descoperita în urma cu câteva luni, dar recent studiul a fost analizat de alti experti care l-au gasit autentic; ceea ce se traduce ca aceasta faza a materiei de nonechilibru este autentica.

Utilizarile acestei descoperiri sunt multiple, exceptând valoarea stiintifica inestimabila. Printre cele mai importante astfel de utilizari este în stocarea sau transferarea informatiei în computerele cuantice.

businessinsider.com

Bogdan

Pentru fiecare de ce trebuie sa existe un cum

%d blogeri au apreciat: