Scoperto il “cristallo del tempo”, il nuovo stato della materia

Fabrizio Arnhold
Credits: Getty

La materia ha tre stati: solido, liquido e gassoso. Anzi, in realtà molti di più. In determinate condizioni, infatti, la materia può assumere altre forme, come ha dimostrato il premio Nobel per la Fisica 2016. La novità è stata scoperta dei ricercatori del Joint Quantum Institute e della University of Maryland che sono riusciti a creare un “time crystal”, ossia un cristallo del tempo, un insolito stato della materia che sembra sospendere temporaneamente le leggi della termodinamica.

L’idea non è nuova. Già nel 1992, infatti, Frank Wilczek, scienziato del MIT e Nobel nel 2004, aveva ipotizzato l’esistenza di cristalli disposti nel tempo anziché nello spazio. Il concetto non è semplice per chi non ha una laurea in fisica. Gli scienziati lo provano a rendere comprensibile con l’esempio dell’acqua.

“Considerate per un momento una pozzanghera d’acqua. Se arrivaste quasi al livello molecolare, sarà difficile distinguere un punto dall’altro. Si potrebbe osservare a destra o a sinistra, o girare la testa, ed il trambusto molecolare sarà identico, una situazione che i fisici chiamano altamente simmetrica”, spiegano i ricercatori. “A differenza dell’acqua liquida, il ghiaccio è un cristallo e guadagna una struttura rigida spontanea quando la temperatura scende. Il congelamento unisce le molecole d’acqua vicine in uno schema regolare, e adesso un piccolo spostamento della testa creerebbe un cambiamento caleidoscopio”.

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Questo è quello che accade con questo nuovo stato della materia: come il congelamento distrugge la simmetria dell’acqua, il cristallo del tempo disturba la regolarità nel tempo, la cosiddetta “invarianza”. Ciò che ci circonda risponde infatti in sincrono ai cambiamenti nel tempo: “La Terra ruota intorno al Sole una volta all’anno e le stagioni seguono lo stesso periodo: questo è ciò che ci si aspetterebbe naturalmente”, spiega Jiehang Zhang, primo autore dello studio.

Con il cristallo del tempo questo non avviene, funziona come una campana che suona in un momento diverso da quello in cui è stata colpita. Le leggi della termodinamica sembrerebbero apparentemente violate.

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