Acolo avem în vedere ce este un cristal. La școală am învățat că, de la boabe de zahăr până la diamante, aceste materiale împărtășesc o aranjare omogenă și ordonată a atomilor lor, formând un model care se repetă în spațiu, dând naștere formelor lor frumoase și regulate. În timpul unui curs de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), profesorul Nobel de Fizică Frank Wilczek a venit cu o idee: ce ar fi dacă ar exista „cristale de timp” a căror structură, în loc să se repete în spațiu, s-ar repeta în spațiu?
Această ipoteză „exotică” plantată în 2012 a generat de ani de zile o dezbatere puternică în comunitatea științifică. Dacă este posibil, acest tip de cristal ar trebui să-și poată menține stabilitatea dar, în același timp, să-și schimbe și structura cristalină periodic; Se decide ca daca le-am observa in momente diferite, ar trebui sa percepem ca structura lor (in spatiu) nu este intotdeauna aceeasi, fiind intr-o stare de miscare perpetua, chiar si intr-o stare de energie minima sau stare fundamentala.
Toate acestea încalcă direct legile termodinamicii. Și aceste cristale nu ar fi nici solide, nici lichide, nici gaze. Nici măcar plasma -gaz ionizat-. Ar fi o altă stare diferită a materiei.
După dezbateri aprige în care Wilczek a fost numit aproape nebun, în 2016 o echipă a reușit în sfârșit să demonstreze că, teoretic, se putea crea cristale de timp, o ispravă realizată doar un an mai târziu. De atunci, această zonă a fizicii a devenit un domeniu foarte promițător care ar putea revoluționa totul, de la tehnologia cuantică la telecomunicații, minerit și înțelegerea universului însuși.
Cu toate acestea, există o problemă: aceste cristale apar doar în condiții foarte particulare. În termeni concreti, oamenii de știință au folosit condensate de cvasiparticule Magnon Bose-Einstein, o stare a materiei care a fost creată atunci când particulele, numite bosoni, au fost răcite la aproape zero absolut (-273,15 grade Celsius sau -460 grade Fahrenheit). Acest lucru necesită echipamente foarte sofisticate care, desigur, nu pot părăsi laboratoarele și camerele de vid, deoarece interacțiunea cu mediul exterior face imposibilă crearea acestuia.
Până acum. O echipă de la Universitatea din California Riverside a reușit să creeze cristale optice de timp care pot fi generate la temperatura camerei, așa cum se explică într-un studiu din revista „Nature Communications”. Pentru a face acest lucru, a fost luat un mic micro-rezonator - un disc din sticlă cu fluorură de magneziu cu diametrul de doar un milimetru care a intrat în rezonanță la primirea undelor de anumite frecvențe. Apoi, au bombardat acest micro-rezonator optic cu fasciculele a două lasere.
Vârfurile subarmonice
Vârfurile subarmonice (solitonii), sau tonurile de frecvență dintre cele două fascicule laser, indică ruperea simetriei timpului și astfel au creat cristale de timp. Sistemul creează o capcană de rețea rotativă pentru solitonii optici în care este apoi afișată perioricitatea sau structura lor în timp.
Pentru a menține integritatea sistemului la temperatura camerei, echipa va folosi blocul autoinjector, tehnică care garantează că laserul salin menține o anumită frecvență optică. Aceasta înseamnă că sistemul poate fi scos din laborator și utilizat pentru aplicații de teren, în special pentru măsurarea timpului, integrarea în calculatoare cuantice sau studierea stării în sine.
„Când sistemul dumneavoastră experimental are un schimb de energie cu mediul său, disiparea și zgomotul lucrează mână în mână pentru a distruge ordinea temporală”, a explicat Hossein Taheri, profesor de inginerie electrică și informatică Marlan și Rosemary Bourns la Universitatea din Massachusetts, într-o declarație. UC Riverside și autorul principal al studiului. „În platforma noastră de fotonică, sistemul atinge un echilibru între câștig și pierdere pentru a crea și păstra cristalele de timp.”
