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

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

Publicat: 05.02.2017
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

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Euclid, părintele geometriei. „În geometrie nu există drumuri speciale pentru regi”
Euclid, părintele geometriei. „În geometrie nu există drumuri speciale pentru regi”
Românii au cumpărat mai multe bilete de avion, în ciuda prețurilor mai mari
Românii au cumpărat mai multe bilete de avion, în ciuda prețurilor mai mari
Primele monede cu portretul Regelui Charles al III-lea. Ce se întâmplă cu banii cu imaginea Reginei Elisabeta?
Primele monede cu portretul Regelui Charles al III-lea. Ce se întâmplă cu banii cu imaginea Reginei Elisabeta?
Australia renunță la măsurile împotriva COVID-19, însă medicii sunt îngrijorați
Australia renunță la măsurile împotriva COVID-19, însă medicii sunt îngrijorați
Părăsită de tată când era mică, această tânără i-a uluit pe francezi dansând complet goală. Mai târziu, Constantin Tănase a adus-o în România pentru un onorariu generos – VIDEO
Părăsită de tată când era mică, această tânără i-a uluit pe francezi dansând complet goală. Mai târziu, Constantin ...
Debitul Dunării la intrarea în România, creștere peste medie în ultimele zile
Debitul Dunării la intrarea în România, creștere peste medie în ultimele zile
Bătălia iepurașilor de ciocolată, rezolvată în fața instanței. Ce s-a decis?
Bătălia iepurașilor de ciocolată, rezolvată în fața instanței. Ce s-a decis?
Până când ar putea continua scurgerea de gaze din conducta Nord Stream 1?
Până când ar putea continua scurgerea de gaze din conducta Nord Stream 1?
Dumitru Prunariu, numit Cetățean de Onoare al Municipiului București
Dumitru Prunariu, numit Cetățean de Onoare al Municipiului București
Isaac Newton, omul care a descoperit gravitația. „Ceea ce urcă trebuie să și coboare”
Isaac Newton, omul care a descoperit gravitația. „Ceea ce urcă trebuie să și coboare”
Un „rechin” străvechi din China este cel mai bătrân strămoș cu fălci al oamenilor
Un „rechin” străvechi din China este cel mai bătrân strămoș cu fălci al oamenilor
Kim Jong-un: Comandantul suprem, liderul partidului, armatei și al poporului
Kim Jong-un: Comandantul suprem, liderul partidului, armatei și al poporului
De ce se ni se mișcă ochii atunci când visăm?
De ce se ni se mișcă ochii atunci când visăm?
Telescopul Webb a fotografiat o galaxie care conține cele mai vechi stele din Univers
Telescopul Webb a fotografiat o galaxie care conține cele mai vechi stele din Univers
Coreea de Nord a lansat încă două rachete balistice
Coreea de Nord a lansat încă două rachete balistice
Uraganul Ian ar putea fi cel mai mare dezastru natural din istoria statului Florida
Uraganul Ian ar putea fi cel mai mare dezastru natural din istoria statului Florida
Cum va fi vremea în octombrie? Meteorologii au anunțat la ce temperaturi să ne așteptăm
Cum va fi vremea în octombrie? Meteorologii au anunțat la ce temperaturi să ne așteptăm
Cum a ajuns Creangă scriitor după ce a fost răspopit şi nevasta l-a părăsit pentru un călugăr
Cum a ajuns Creangă scriitor după ce a fost răspopit şi nevasta l-a părăsit pentru un călugăr