CRISTALELE DE TIMP SUNT O NOUĂ STARE A MATERIEI
La începutul acestui an, fizicienii au pus la cale un plan cu scopul de a măsura și a crea
,,cristalele timp”, ca o stare bizară a materiei cu o structură atomică ce nu se repeta doar în
spațiu, dar și în timp.
,,Cristalele timp” sunt unul din cele mai superbe lucruri prezentate în ultimele luni,
deoarece acestea indică spre o întreagă lume nouă de stări „non-echilibru", care sunt total
diferite de ceea ce au studiat oamenii de știință în trecut. Timp de decenii s-au realizat studii
asupra materiei (metalele și izolatoarele) care sunt definite ca fiind în „echilibru" – o stare în
care toți atomii dintr-un material au aceeași cantitate de căldură. Acum, se pare că aceste
,,cristale timp” sunt primul exemplu al presupusei, dar nestudiatei stări „non-echilibru" a
materiei și aceasta ar putea revoluționa modul în care stocăm și transferăm informațiile prin
intermediul sistemelor cuantice. "Acesta denotă că bogăția stărilor materiei este chiar mai largă
(decât am gândit anterior)", a spus pentru „Gizmodo" fizicianul Norman Yao de la
Universitatea din California, Berkeley. „Unul din graalele sfinte ale fizicii este înțelegerea
tipurilor de materie ce pot exista în natură. Fazele echilibru și non-echilibru reprezintă o cale
diferită de toate lucrurile studiate anterior". ,,Cristalele timp” sunt structuri atomice ce par să
aibă mișcare chiar și în starea cu minimă energie, cunoscută ca starea fundamentală.
Ipoteza sugerează un sistem care atentează la unele dintre fundamentalele prezumții ale
înțelegerii curate a fizicii (simetria tranziției timpului), care declară că legile fizicii sunt
aceleași pretutindeni. Astfel, s-a demonstrat că simetria tranziției timpului este motivul pentru
care ar fi imposibil a arunca o monedă și a avea, într-un moment dat, o probabilitate „cap sau
pajura” de 50/50, iar la aruncarea ei data următoare, șansele deodată să devină 70/30. Dar,
anumite obiecte pot rupe această simetrie a sistemului în stare minimă de energie, fără a încălca
legile fizicii (de exemplu: magnetul și cristalele)
Cristalele sunt cunoscute pentru modelele lor structurale repetitive, dar atomii din
interiorul lor au poziții „preferate" în rețea. Asadar, în funcție de locul in care veți observa un
cristal în spațiu, el va arăta diferit: legile fizicii nu mai sunt simetrice, deoarece ele nu se mai
aplică în mod egal în toate punctele din spațiu. Pentru a înțelege ce este o rupere a simetriei,
imaginați-vă apa în stare lichidă. Într-o picătură de apă, moleculele sunt libere să se miște și
pot fi oriunde în interiorul lichidului. Lichidul arată la fel în orice direcție, ceea ce înseamnă că
are un grad ridicat de simetrie. În cazul în care apa îngheață, forța de atracție între molecule le
forțează pe ele să se aranjeze într-un cristal, unde moleculele sunt distanțate la intervale
regulate. Dar, această regularitate înseamnă că cristalul nu este la fel de simetric ca lichidul,
astfel spunem că simetria lichidului a fost ruptă atunci când s-a creat gheață. Luând în
considerare aceste lucruri, Wilczek a propus posibilitatea creării unui obiect care atinge o stare
fundamental asimetrică nu doar în spațiu, ci și în timp. Cu alte cuvinte, ar putea atomii prefera
diferite stări, la intervale diferite de timp?
In urmă cu câțiva ani, atât cercetătorii americani, cât și cei japonezi, au arătat că acest
lucru ar fi posibil, cu o majoră abatere de la propunerea lui Wilczek: cu scopul de a obține
„cristale de timp”, care trec dintr-o stare în alta în mod repetat, este nevoie de a le da câte un
"ghiont" din când în când. Fizicianul Norman Yao a reprezentat modul în care poate fi construit
un astfel de sistem, descriindu-l ca unul de încălcare a simetriei. Mai târziu, două echipe
separate de cercetători, una condusă de Universitatea din Maryland, iar cealaltă de
Universitatea de la Harvard, au luat acest plan și l-au pus în aplicare, creând două versiuni
diferite ale unui “cristal de timp”, care arătau destul de viabile.
Prof.fizică, Roșioară Nela
14