Un nuovo tipo di cristalli temporali che possono essere autosufficienti

Un nuovo tipo di cristalli temporali che possono essere autosufficienti
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Un cristallo temporale è una struttura che si ripete regolarmente nel tempo. Prende il suo nome dalla somiglianza con i cristalli fisici, che ripetono la loro struttura nello spazio. È un nuovo tipo di materiale, detto "non-equilibrium matter", perché non raggiunge mai l'equilibrio termico. Sono stati proposti da Frank Wilczek nel 2012.

Generalmente i cristalli temporali richiedono un raggio laser periodico che permette di continuare ad avere il loro comportamento ritmico. Due scienziati hanno ipotizzato un nuovo meccanismo per mantenere questi cristalli senza il bisogno di un intervento esterno.

I cristalli temporali sono stati ipotizzati da Frank Wilczek e Alfred Shapere nel 2012, ed è stata subito controversa. Immediatamente si è giunti a un no-go theorem, che definisce le condizioni per la realizzazione dei cristalli. Sono solamente due i casi in cui possono esistere questi strani materiali: un sistema in cui c'è un input esterno di energia; sistemi che coinvolgono interazioni a grande distanza.

Le interazioni a distanza, in cui atomi molto lontani possono influenzarsi, non avvengono normalmente in natura e due particelle ai lati opposti di una stanza non possono esercitare una forza reciproca.

Considerando lo spin, l'equivalente quantistico del momento angolare, gli scienziati hanno ipotizzato un nuovo tipo di cristallo temporale. Le interazioni tra gli spin sono in grado di avvenire anche a grande distanze e simultaneamente grazie all'entanglement, con il quale è possibile arrivare anche a 50km di distanza. Il risultato è che queste correlazioni sono in grado di oscillare all'infinito e con un pattern regolare.

I ricercatori hanno studiato principalmente relazioni a corto raggio , ma sanno benissimo che: "qualcosa di strano accade quando la località è violata," dice il professor Haruki Watanabe dell'Università di Tokio. "Quindi non è sorprendente questo comportamento dei sistemi a lungo raggio."

Non è chiaro come questi sistemi possano essere realizzati, non è semplice costruire delle interazioni a lungo raggio tra molte particelle. "Non credo sia possibile realizzare il sistema con interazioni a distanza che hanno proposto," dice Watanabe. Shapere è più ottimista e pensa che gli scienziati possano utilizzare i computer quantistici o atomi freddi per realizzare questi cristalli temporali.

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