Home » Stiinta » Savanţii au descoperit o nouă fază a materiei: cristalele de timp

Savanţii au descoperit o nouă fază a materiei: cristalele de timp

Autor: Alexandru Voiculescu 02.05.2017
Savanţii au descoperit o nouă fază a materiei: cristalele de timp
Cercetătorii au reuşit să creeze cristale de timp: cristale a căror structură nu se repetă doar în spaţiu, ci şi în timp, punându-le într-o oscilaţie continuă, fără consum de energie.

Două cercetări paralele şi independente au dezvăluit că au reuşit să creeze şi să măsoare aceste cristale bizare în laborator, confirmând existenţa unei faze a materiei rămasă necunoscută până acum, relatează Business Insider.

Descoperirea poate părea abstractă, dar deschide calea unei noi ere în fizică – până acum s-a studiat numai materia ca fiind numai în „echilibru”, adică în starea de nemişcare, fără fluctuaţii în timp. Aceste cristale sunt structuri care se mişcă şi atunci când au cea mai scăzută fază de energie – faza statică.

Prima dată au fost prezise de câştigătorul premiului Nobel din 2012, fizicianul Frank Wilczek. De obicei, când un material se găseşte în starea de nemişcare, în punctul 0 de energie al sistemului, este teoretic imposibil ca structura acestuia să se mişte sau să se modifice.

Cristalele normale au o structură atomică ce se repetă în spaţiu – precum reţeaua de carbon a diamantului. Dar aceasta este în echilibru şi rămâne astfel nemişcată. Cristalele de timp au o structură care se repetă în timp, nu doar în spaţiu, oscilând în starea normală.

Cristalele acestea se comportă precum jeleul, la atingere, încep să se mişte, diferenţa este că în cazul cristalelor de timp nu este nevoie de un factor extern sau de energie pentru mişcare, ci aceasta este starea lui naturală – este incapabil să stea nemişcat.

Noul studiu arată că aceste nu sunt doar teoretice, ci şi pot fi create în laborator. Norman Yao de la Universitatea din California, Berkeley, alături de colegii săi, au publicat o lucrare în Physical Review Letters pe care Yao o numeşte „podul dintre ideea teoretică şi implementarea experimentală”.

Două studii paralele care ajung la aceeaşi concluzie

Bazate pe această idee au fost efectuate două studii independente: unul la Universitatea Maryland şi altul la Harvard.

Ambele studii au fost anunţate la sfârşitul anului trecut pentru a fi publicate în reviste de specialitate. De asemenea, un lucru promiţător este că cele două echipe au folosit sisteme total diferite bazate pe aceeaşi idee.

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

Ideea era ca aceşti ioni să nu formeze o stare de echilibru şi pentru a face acest lucru cercetătorii au bombardat înşiruirea cu două lasere. Un laser a creat un câmp magnetic, iar al doilea a schimbat parţial spinul atomilor.

Atomii s-au poziţionat într-o structură stabilă şi repetitivă, caracteristică pentru un cristal, dar era nevoie de depăşirea stării de echilibru pentru a deveni un cristal de timp.

Cercetătorii au observat apoi ceva bizar. Cristalul reacţiona în alt timp faţă de timpul în care era bombardat cu cele două lasere. Yao menţionează că „nu ar fi ciudat dacă ai mişca un jeleu acesta ar reacţiona la o perioadă diferită?”

Cristalul de timp de la Harvard a fost diferit. Cercetătorii au folosit aglomerări de azot în spaţiile libere ale structurii cristalului de diamant.

Phil Richerme de la Universitatea Indiana care nu a fost implicat în acest studiu dezvăluie: „faptul că două sisteme atât de divergente au avut rezultate similare sugerează că aceste cristale de timp sunt o nouă fază a materiei, nu doar ceva redus la sisteme particulare. […] confirmă că depăşirea simetriei poate apărea în toate domeniile naturii şi deschide calea pentru mai multe arii de cercetare”.

Lucrarea ştiinţifică a echipei de la Harvard poate fi accesată aici, iar cea de la Universitatea Maryland aici.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Cristalele spaţiu-timp ar putea exista în realitate. Este posibil ca laureatul premiului Nobel pentru Fizică din 2012 să fi avut dreptate

Unul dintre cele mai rare cristale de pe Pământ a fost descoperit în interiorul meteoritului care a lovit recent Rusia

Cristale uriase, descoperite in desert

Cristale valoroase descoperite in albia unui rau

Cele mai noi articole
Updgrade pe Stația Spațială astronauții  primesc noua toaletă
Updgrade pe Stația Spațială astronauții primesc noua toaletă
Comisia Europeană se pregăteşte să înceapă procesul împotriva Apple, în valoare de 15 miliarde de dolari
Comisia Europeană se pregăteşte să înceapă procesul împotriva Apple, în valoare de 15 miliarde de dolari
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Amazon lansează o cameră zburătoare care va putea fi folosită pentru supravegherea locuințelor
Amazon lansează o cameră zburătoare care va putea fi folosită pentru supravegherea locuințelor
Fosilele arată că strămoșul tuturor pinguinilor trăia pe continentul pierdut al Pământului
Fosilele arată că strămoșul tuturor pinguinilor trăia pe continentul pierdut al Pământului
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Specia noastră încă evoluează? Ce spun experții?
Specia noastră încă evoluează? Ce spun experții?
Proiect secret al armatei americane. Un elicopter Chinook a primit motoare mult mai puternice
Proiect secret al armatei americane. Un elicopter Chinook a primit motoare mult mai puternice
IBM promite un computer de peste 1.000 de qubiți până în 2023
IBM promite un computer de peste 1.000 de qubiți până în 2023
Cum să alungi un crocodil obraznic care nu te lasă în pace. Imaginile cu acest australian au ajuns virale
Cum să alungi un crocodil obraznic care nu te lasă în pace. Imaginile cu acest australian au ajuns virale
O serie de noi fosile indică faptul că spinozaurii erau creaturi acvatice
O serie de noi fosile indică faptul că spinozaurii erau creaturi acvatice
South Park revine, iar primul episod va fi despre pandemie. Cum a fost promovată reîntoarcerea serialului
South Park revine, iar primul episod va fi despre pandemie. Cum a fost promovată reîntoarcerea serialului
Pandemia de coronavirus pune în pericol sănătatea copiilor și femeilor din întreaga lume
Pandemia de coronavirus pune în pericol sănătatea copiilor și femeilor din întreaga lume
Microsoft adaugă noi funcții pentru Teams
Microsoft adaugă noi funcții pentru Teams
Ce spun ANPC și ANSVSA despre supraviețuirea coronavirusului pe alimente, după studiul de la Universitatea din București
Ce spun ANPC și ANSVSA despre supraviețuirea coronavirusului pe alimente, după studiul de la Universitatea din București
„America alege: Tump vs Biden” – B1 TV difuzează, în exclusivitate în România, o anchetă spectaculoasă despre alegerile prezidențiale din SUA, din 2020
„America alege: Tump vs Biden” – B1 TV difuzează, în exclusivitate în România, o anchetă spectaculoasă despre ...
Epic Games, Spotify și alte companii se aliază împotriva App Store și Google Play
Epic Games, Spotify și alte companii se aliază împotriva App Store și Google Play
Experții au descoperit că SARS-CoV-2 a suferit mutații, iar noua tulpină este mult mai infecțioasă
Experții au descoperit că SARS-CoV-2 a suferit mutații, iar noua tulpină este mult mai infecțioasă