Gli scienziati hanno scoperto una nuova forma di cristallo temporale – soprannominato “rondò del tempo” – che sfida la comprensione convenzionale dell’ordine temporale. Questo cristallo mostra una miscela unica di ordine e caos, oscillando in uno schema che si ripete su scale temporali più lunghe nonostante l’imprevedibilità a breve termine. La scoperta apre nuove strade per esplorare la natura fondamentale del tempo e la capacità della materia di mantenere la struttura temporale.
Oltre i tradizionali cristalli del tempo
Teorizzati per la prima volta nel 2012 e osservati nel 2016, i cristalli del tempo sono materiali i cui atomi oscillano secondo schemi ripetuti senza richiedere input di energia esterna. A differenza dei cristalli regolari con disposizioni spaziali ripetitive, i cristalli del tempo mostrano periodicità nel tempo stesso. Il rondò temporale appena scoperto porta ulteriormente questo concetto.
Invece di una rigorosa ripetizione, questo cristallo attraversa periodi di ordine e disordine. Questo è analogo a un rondò musicale, una composizione che alterna un tema ricorrente a variazioni contrastanti. Come hanno notato i ricercatori, lo schema ricorda il “Rondo alla Turca” di Mozart, da cui il nome.
Ordine nel caos
L’impostazione sperimentale prevedeva la manipolazione di difetti su scala atomica – in particolare, centri di azoto vacanti – all’interno di un reticolo di diamante. Applicando impulsi laser temporizzati con precisione, gli scienziati hanno iperpolarizzato i nuclei di carbonio-13 e ne hanno guidato gli spin attraverso un mix di sequenze periodiche e casuali.
La scoperta chiave è stata che, nonostante il disordine a breve termine all’interno di ogni ciclo di impulsi, lo stato generale del cristallo si ripeteva all’inizio di ogni nuovo ciclo. Questo comportamento è simile a una luce stroboscopica che cattura uno schema ripetuto in una ruota che gira: i singoli fotogrammi possono apparire caotici, ma il movimento complessivo è prevedibile.
Codifica delle informazioni nel tempo
Per dimostrare la controllabilità, i ricercatori hanno persino codificato il testo nella temporizzazione degli impulsi laser, utilizzando il formato ASCII standard. Il messaggio diceva: “Osservazione sperimentale di un cristallo rondeau temporale. Disordine temporale nell’ordine spaziotemporale”.
Sebbene ciò non abbia un’applicazione pratica immediata, suggerisce che l’ordine temporale può essere manipolato per trasportare informazioni.
Implicazioni per la fisica fondamentale
La scoperta del cristallo Rondeau del tempo espande la nostra comprensione dell’ordine temporale oltre la rigorosa periodicità. La coesistenza stabile e di lunga durata dell’ordine temporale a lungo raggio e del disordine dei micromovimenti su scale temporali brevi suggerisce che la materia può mantenere la struttura nel tempo anche se sottoposta a forze caotiche.
Questa ricerca apre nuove strade per indagare la natura fondamentale del tempo e la capacità della materia di mantenere la struttura temporale, portando potenzialmente a scoperte importanti nella fisica quantistica e nella scienza dei materiali.
La capacità di controllare e manipolare l’ordine temporale potrebbe avere implicazioni di vasta portata, anche se le applicazioni pratiche rimangono lontane. Il cristallo Rondeau del tempo rappresenta un passo significativo verso lo sfruttamento del potere del tempo stesso
