Il concetto di “cristalli temporali” potrebbe sembrare un’invenzione degna di un film di fantascienza, ma la realtà è molto più affascinante. Questi cristalli non solo esistono davvero, ma hanno anche la capacità di infrangere le leggi della fisica come le conosciamo. Per anni si è pensato che fossero impossibili, ma recentemente ne sono stati scoperti diversi in pochi anni. Questi cristalli potrebbero essere la chiave per la tecnologia del futuro, quindi è importante capire cosa sono, perché sono così straordinari e come, forse, potremmo riuscire ad averne uno tutto per noi.
Che cosa sono i “cristalli temporali”?
Definizione
Nonostante il nome, un cristallo temporale non è un cristallo nel senso tradizionale del termine. “Un cristallo è un sistema di molti atomi che, a causa delle interazioni reciproche, si organizzano in un modello periodico nello spazio”, ha spiegato Kostyantyn Kechedzhi, scienziato ricercatore presso Google. Un cristallo temporale, invece, “è un sistema quantistico di molte particelle che si organizzano in un modello periodico di movimento – periodico nel tempo piuttosto che nello spazio – che persiste in perpetuo”, ha chiarito Kechedzhi.
Un concetto rivoluzionario
Mentre un cristallo normale è definito dal suo sistema super-ordinato di atomi nello spazio, un cristallo temporale ha questa caratteristica, ma attraverso il tempo. Potremmo pensare a esso come a una versione più complessa del nostro sistema Terra-Luna: due oggetti che orbitano attorno a un baricentro e ritornano alle stesse posizioni relative l’uno all’altro in un periodo regolare. Tuttavia, questa è una semplificazione eccessiva. I cristalli temporali non consistono solo di due oggetti: “la novità fondamentale di un cristallo temporale è il movimento periodico di un sistema di molti oggetti che interagiscono tra loro”, ha detto Kechedzi.
Perché dovrebbero interessarci?
Una sfida alla termodinamica
I cristalli temporali sono un argomento molto discusso tra i fisici quantistici. “Un cristallo temporale continua a muoversi e si ripete periodicamente nel tempo in assenza di stimoli esterni”, ha detto Samuli Autti, ricercatore presso il dipartimento di fisica dell’Università di Lancaster. “Ciò significa che sono macchine a moto perpetuo e, quindi, impossibili”. Tuttavia, possono esistere grazie alle stranezze della meccanica quantistica, dove le particelle esistono in uno stato di sovrapposizione – cioè, tutti gli stati possibili contemporaneamente – fino a quando qualcuno le osserva e, facendo ciò, causa il collasso della sovrapposizione.
Potenziale tecnologico
Alcuni esperti sostengono che i cristalli temporali hanno il potere di illuminare la natura del tempo stesso. “Per quanto si tenti di trattare [il tempo] come una dimensione qualsiasi, è sempre in qualche modo un’eccezione” nella fisica classica, ha detto Chetan Nayak, ingegnere di ricerca presso Microsoft Station Q, Università della California, Santa Barbara. Ma quando entrano in gioco i cristalli temporali, “all’improvviso il tempo è solo uno del gruppo”.
Potenziale pratico
Per ora, i cristalli temporali sono piuttosto inutili al di fuori della comunità dei fisici ricercatori. Tuttavia, secondo chi li studia, sono pieni di potenziale. “Un cristallo temporale è, come il ferromagnetismo o la superconduttività, un esempio di rottura spontanea della simmetria, o ordine spontaneo”, ha notato Kechedzi. Questo li mette nella stessa lega di tecnologie utopiche come i superconduttori o il ferromagnetismo, ma con qualcosa di unico: rompono la simmetria di traslazione temporale e sono le uniche cose nell’universo conosciute per farlo.
Come ottenerne uno?
Se volete mettere le mani su un cristallo temporale, è meglio che abbiate a disposizione un laboratorio di fisica – sono piuttosto difficili da ottenere. La maggior parte dei successi ha coinvolto l’uso di supercomputer o la capacità di raffreddare gas a temperature microscopiche. Tuttavia, esiste un’alternativa a tutta questa tecnologia di laboratorio: nel 2018, un anno dopo la creazione dei primi cristalli temporali, i ricercatori dell’Università di Yale hanno scoperto segni di uno nascosto in un luogo piuttosto insolito – in un giocattolo per bambini.
