Nel 2012, il fisico del MIT Frank Wilczek ha osservato che le leggi della fisica hanno anche simmetria temporale. Ciò significa che qualsiasi esperimento ripetuto in seguito dovrebbe dare lo stesso risultato. Wilczek ha tracciato un'analogia con i cristalli normali, ma nella dimensione del tempo, chiamando questa simmetria spontanea che rompe il tempo un cristallo del tempo. Dopo alcuni anni, i fisici riuscirono finalmente a costruirlo.
“I cristalli del tempo coprono parte del confine tra i due mondi. Forse possiamo imparare a rimuovere il confine studiando in dettaglio i cristalli temporali”., ha affermato Samuli Autti, scienziato capo del progetto presso la Lancaster University nel Regno Unito.
Nel nuovo studio, Autti e il suo team hanno utilizzato i "magnon" per creare il loro cristallo del tempo. I Magnon sono quasiparticelle che sorgono nello stato collettivo di un gruppo di atomi. In questo caso, un gruppo di fisici ha preso l'elio-3 (un atomo di elio con due protoni ma solo un neutrone) e lo ha raffreddato entro dieci millesimi di grado sopra lo zero assoluto. A questa temperatura, l'elio-3 si è trasformato in un condensato di Bose-Einstein, in cui tutti gli atomi hanno uno stato quantico comune e lavorano di concerto tra loro. In questo condensato, tutti gli spin degli elettroni nell'elio-3 sono collegati e lavorano insieme, generando onde di energia magnetica - i magnoni. Queste onde schizzavano all'infinito avanti e indietro, trasformandosi in un cristallo del tempo.
La squadra di Autti ha preso due gruppi di magnon, ciascuno operante come un cristallo del tempo separato, e li ha avvicinati abbastanza da potersi influenzare a vicenda. Il sistema combinato di magnon ha agito come un cristallo con due stati distinti.
L'obiettivo di questo esperimento è creare un sistema funzionante stabile di cristalli temporali che potrebbe essere utilizzato per il calcolo quantistico. Nei sistemi informatici classici, l'unità di base dell'informazione è un bit, che può assumere uno stato di 0 o 1, mentre nell'informatica quantistica, ogni "qubit" può trovarsi in più di un posto contemporaneamente, consentendo a molti più calcoli di essere eseguito.
"Ciò potrebbe significare che i cristalli temporali possono essere utilizzati come elementi costitutivi per dispositivi quantistici che funzionano anche al di fuori del laboratorio. In un'impresa del genere, il sistema a due livelli da noi creato sarà l'elemento costitutivo principale"., - disse Autti.
Questo lavoro è attualmente molto lontano da un computer quantistico funzionante, ma apre interessanti direzioni di ricerca. In effetti, i fisici hanno creato un sistema di due cristalli temporali collegati, che sono strani sistemi quantistici bloccati in un ciclo infinito a cui non si applicano le normali leggi della termodinamica. Se gli scienziati possono manipolare un sistema di due cristalli temporali senza distruggere i suoi stati quantistici, potrebbero potenzialmente costruire sistemi di cristalli temporali più grandi che sarebbero veri dispositivi informatici.
Puoi aiutare l'Ucraina a combattere contro gli invasori russi. Il modo migliore per farlo è donare fondi alle forze armate ucraine attraverso Salva Vita o tramite la pagina ufficiale NBU.
Leggi anche: