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
Un mozaic de mare importanță al lui Alexandru cel Mare, restaurat
Un mozaic de mare importanță al lui Alexandru cel Mare, restaurat
Serpent D’Océan, uriașul schelet de șarpe rămas blocat pe malul râului Loara din Franța
Serpent D’Océan, uriașul schelet de șarpe rămas blocat pe malul râului Loara din Franța
Ce plan are Elon Musk pentru primii muncitori trimiși pe planeta Marte
Ce plan are Elon Musk pentru primii muncitori trimiși pe planeta Marte
Imagini amuzante cu un urs surprins în timp ce se scarpină de un copac, în Parcul Național Retezat
Imagini amuzante cu un urs surprins în timp ce se scarpină de un copac, în Parcul Național Retezat
Materia întunecată pur și simplu nu există. Cum argumentează cercetătorii cel mai recent studiu
Materia întunecată pur și simplu nu există. Cum argumentează cercetătorii cel mai recent studiu
Ilustrații rare din Dante, transformate în imagini digitale
Ilustrații rare din Dante, transformate în imagini digitale
Cum a ajuns Rusia să dețină mai mult aur decât dolari în rezervele naţionale
Cum a ajuns Rusia să dețină mai mult aur decât dolari în rezervele naţionale
Cel mai grandios canion din Sistemul Solar, dezvăluit de noi imagini uimitoare. Cum se compară cu Marele Canion al nostru
Cel mai grandios canion din Sistemul Solar, dezvăluit de noi imagini uimitoare. Cum se compară cu Marele Canion al nostru
Ce sunt anti-nutrienții și de ce ar trebui incluși în orice dietă echilibrată
Ce sunt anti-nutrienții și de ce ar trebui incluși în orice dietă echilibrată
Un experiment arată ce se poate întâmpla dacă strănuți cu ochii deschiși
Un experiment arată ce se poate întâmpla dacă strănuți cu ochii deschiși
Când au purtat oamenii haine pentru prima dată?
Când au purtat oamenii haine pentru prima dată?
NASA pregătește lansarea celei mai puternice rachete din istorie
NASA pregătește lansarea celei mai puternice rachete din istorie
Virusul Nipah, cu mortalitate ridicată, poate fi următoarea amenințare majoră pentru Asia
Virusul Nipah, cu mortalitate ridicată, poate fi următoarea amenințare majoră pentru Asia
Comandantul unui distrugător rus a furat două elice din bronz de 13 tone de la propria sa navă
Comandantul unui distrugător rus a furat două elice din bronz de 13 tone de la propria sa navă
Cercetătorii au reușit să creeze „materiale vii” din băutura fermentată Kombucha
Cercetătorii au reușit să creeze „materiale vii” din băutura fermentată Kombucha
Cum a ajuns pe tron primul ţar al Rusiei, Ivan cel Groaznic, personajul care a îngrozit o ţară întreagă
Cum a ajuns pe tron primul ţar al Rusiei, Ivan cel Groaznic, personajul care a îngrozit o ţară întreagă
Pfizer România despre întârzieri ale dozelor de vaccin: Intensificăm operațiunile de fabricație
Pfizer România despre întârzieri ale dozelor de vaccin: Intensificăm operațiunile de fabricație
România produce carne de melc de 50 milioane de lei. Care este cel mai mare producător din țara noastră
România produce carne de melc de 50 milioane de lei. Care este cel mai mare producător din țara noastră