Scienziati dell'Università del Maryland e dell'Università della California-Berkeley hanno creato con successo qualcosa che in precedenza era considerato teoricamente impossibile.
Questo qualcosa è una catena di ioni, che è la prima incarnazione del cosiddetto cristallo spazio-temporale, un cristallo la cui struttura è costituita da elementi che si ripetono non solo nello spazio ma anche nel tempo. L'esistenza stessa di tali cristalli viola alcune delle leggi fisiche fondamentali, il che causa una serie di effetti esotici. Ad esempio, un orologio costruito sulla base di un tale cristallo “ticcherà” anche dopo la morte termica dell'Universo, nel momento in cui tutto il movimento si ferma e il tempo, secondo alcuni scienziati, si fermerà semplicemente.
Mentre i cristalli ordinari hanno un reticolo cristallino costituito dagli stessi elementi alternati, un cristallo spazio-temporale è in movimento, tornando a una certa forma a intervalli regolari. Allo stesso tempo, per garantire il movimento degli elementi del cristallo spazio-temporale e modificarne la struttura, non è richiesta alcuna energia, prelevata da una fonte esterna. La possibilità teorica di creare tali cristalli nel 2012 è stata confermata da Frank Wilczek, un fisico del Massachusetts Institute of Technology, sebbene la maggior parte degli altri scienziati abbia negato e continui a negare questa possibilità.
Il cristallo del tempo creato dagli scienziati è un sistema ad anello quantistico costituito da atomi di itterbio che possono ruotare in due direzioni, su o giù. Usando la luce laser, gli scienziati hanno controllato la direzione di rotazione degli ioni in una delle metà della catena circolare. Nel sistema quantistico creato, la rotazione di ciascuno ha un effetto sugli ioni vicini, e tale effetto ha portato al fatto che gli ioni "invertiti", avendo passato nella maggior parte dei casi un cerchio completo, tornano al loro stato originale. Allo stesso tempo, il tempo per tornare allo stato iniziale è esattamente il doppio del tempo impiegato dallo ione per percorrere il percorso dall'inizio condizionale del cerchio al punto del suo "ribaltamento".
Gli scienziati hanno scoperto che gli ioni ritornano all'orientamento originale della direzione della loro rotazione sempre alla stessa velocità, che non dipende dal momento nel tempo e dal punto nello spazio. Questo, a sua volta, indica che il sistema quantistico reagisce in un modo rigorosamente definito ai "disturbi" nel suo stato. E tutto ciò ricorda molto il comportamento degli atomi nel reticolo cristallino di un cristallo, che si muovono dal loro posto sotto qualsiasi influenza esterna.
La creazione del primo campione di un cristallo spazio-temporale è di grande importanza per la fisica a causa del fatto che l'esistenza di un tale cristallo viola un concetto fisico fondamentale, la simmetria. E ulteriori ricerche in questa direzione potrebbero portare all'identificazione di alcune leggi completamente nuove della fisica e della meccanica quantistica, sulla base delle quali sarà possibile creare tecnologie che ora possono essere considerate qualcosa della categoria della fantascienza.
