I cristalli sono strutture regolari di atomi che si ripetono nello spazio. Ma cosa succederebbe se avessimo una disposizione di particelle che si ripete nel tempo? Che si uniscono spontaneamente con un certo periodo ancora e ancora, anche se le proprietà potrebbero cambiare? Teoricamente, questo è stato definito dal premio Nobel Frank Wilczek nel 2012, e negli ultimi anni sono stati scoperti in diversi contesti, incluso in un giocattolo per bambini.
Tuttavia, la loro durata generale è breve, durando solo una frazione di secondo. Ora, i fisici sono stati in grado di creare un cristallo temporale robusto che è stato dimostrato di sopravvivere per almeno 40 minuti. Questo è 10 milioni di volte più lungo dei cristalli temporali precedenti, che di solito durano solo pochi millisecondi. E i ricercatori credono che potrebbe essere ancora più longevo di così.
La creazione del cristallo temporale
Il team dell’Università TU Dortmund ha progettato il cristallo speciale in un materiale chiamato arseniuro di indio gallio. Questo materiale semiconduttore è manipolato in modo simile alla risonanza magnetica nucleare, che induce gli spin dei suoi nuclei atomici a diventare polarizzati. Così, il materiale è leggermente magnetizzato. L’interazione tra lo spin dei nuclei e quello degli elettroni nel materiale genera la polarizzazione, e queste interazioni spontanee creano il cristallo temporale.
Le potenziali applicazioni
La periodicità con cui appare il cristallo temporale può essere facilmente manipolata in questo contesto, il che potrebbe avere applicazioni intriganti. E l’intero cristallo temporale può essere “fuso”, creando un sistema caotico con proprietà potenzialmente affascinanti.
La natura dei cristalli temporali
I cristalli temporali sono spesso visualizzati immaginando un orologio complesso in cui i numeri vengono fatti apparire da strane parti meccaniche che si uniscono una volta al minuto. Un altro scenario è paragonare un cristallo temporale alle lune di Giove, poiché i loro periodi orbitali sono in risonanza. Questo significa che per ogni quattro orbite di Io, Europa ne fa due e Ganimede ne fa una. Quindi ogni 7,15 giorni, il modello si ripete. Queste sono buone analogie ma mancano di una cosa fondamentale: richiedono energia e perdono energia.
La vera natura del cristallo temporale
Un vero cristallo temporale non richiede energia, quindi la periodicità non è indotta. Non è come un pendolo che viene caricato. I cristalli temporali si ripetono semplicemente.
Se questo suona come un moto perpetuo o un’altra violazione ipotetica della termodinamica, non preoccupatevi. La termodinamica è al sicuro. Un cristallo temporale è un caso limite in cui il cambiamento di entropia è zero.
