Secondo un sondaggio pubblicato di recente, il computer quantistico di Google È stato utilizzato per creare un “cristallo temporale”: un nuovo stato della materia che sfida le leggi della termodinamica. Nonostante il nome, non ha nulla a che fare con i viaggi nel tempo – come potrebbero pensare i fan delle serie Devs o Avengers – ma con il movimento.
Per circa un decennio, gli scienziati hanno teorizzato per questi cristalli. Sono sistemi che funzionano continuamente, anche se sbilanciati. A differenza di altre forme di materia, i suoi atomi sono in continua evoluzione.
Ma non è mai stato possibile dimostrare la loro possibilità nel mondo reale. La nuova ricerca, sviluppata da ricercatori di Google e delle università di Princeton e Stanford, tra gli altri, afferma di aver raggiunto ciò che sembrava impossibile.
Lo studio è stato presentato questa settimana., come una pubblicazione precedente, ovvero passerà ancora attraverso la fase di revisione paritaria, prima di essere pubblicata ufficialmente. Pertanto, può ancora essere modificato o addirittura confutato.
Cos’è il tempo di cristallo?
Innanzitutto, dobbiamo capire cos’è un cristallo per la fisica: un oggetto con atomi disposti in modo tale da creare uno schema ripetitivo (al contrario, ad esempio, di un liquido, in cui le molecole sono distribuite uniformemente), formando reti a catena. Sono strutture altamente organizzate, come granelli di sale o neve.
Ora pensa a un cristallo il cui schema non si ripete a ogni distanza specificata, ma in ogni momento specificato. Questo cristallizzerà il tempo. È come un cuore che batte costantemente, che non consuma energia: infrange la seconda legge della termodinamica.
Il movimento non è generato dall’energia immagazzinata, ma piuttosto da interruzioni di simmetria nel fluido. Questo concetto è stato proposto nel 2012 dal fisico americano Frank Wilczek, vincitore del Premio Nobel per la Fisica.
Un cristallo temporale consiste essenzialmente di tre componenti principali: in primo luogo, una fila di particelle, ciascuna con il proprio orientamento magnetico, è intrappolata in una miscela di diverse configurazioni energetiche. Questo è noto come il “problema a molti corpi”.
Quindi, la direzione di queste particelle viene invertita, con conseguente formazione di una copia invertita di ciascuna. Infine, c’è un’applicazione della luce laser, che fa passare gli stati – da normale a specchio e avanti e indietro – ma senza utilizzare l’energia del laser stesso. Il risultato è noto come il cristallo temporale di Flucite, proposto nel 2016.
Il computer quantistico di Google, noto come Sycamore, utilizzava un chip con 20 kibit, o particelle quantistiche controllabili, in grado di mantenere due stati contemporaneamente. Regolando la forza di interazione tra i kibit, i ricercatori sono stati in grado di randomizzare le interazioni e raggiungere uno stato multicorpo. Quindi le microonde invertono e “invertono” le particelle.
E adesso?
Non è chiaro esattamente quali progressi teorici abbia fatto la ricerca o quali siano le possibili applicazioni del cristallo temporale. Per ora, secondo i ricercatori, questa è un’ulteriore prova del potenziale dei computer quantistici, una tecnologia innovativa, ancora in fase di sviluppo.
Secondo Wilczek, se fossero prodotti, i cristalli ci permetterebbero di misurare il tempo e la distanza con la massima precisione. Possono anche rivoluzionare la tecnologia quantistica, le comunicazioni, l’estrazione mineraria e persino la comprensione dell’universo.
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