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Un cristallo temporale che sembrava impossibile, si ripete nello spazio e nel tempo, per i computer quantistici. Sembra uscito dalla fantascienza, direttamente da uno dei viaggi nel tempo del Dottor Who, ma è un oggetto reale: è stato costruito il primo cristallo temporale, ossia un cristallo la cui struttura regolare si ripete sia nello spazio sia nel tempo. Descritto sulla rivista Nature, il cristallo temporale era stato immaginato nel 2012 dal Nobel Frank Wilczek e ora quell’ipotesi è stata realizzata nell’università del Maryland, dal gruppo di Christopher Monroe.
“E’ un risultato molto interessante e si può pensare a una sua applicazione nei futuri computer quantistici o dei sistemi di crittografia quantistica”, ha osservato il fisico teorico Vincenzo Barone, dell’università del Piemonte orientale e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). “Le possibili applicazioni – ha aggiunto – potrebbero essere molte, ma non è facile immaginarle fin da adesso”.
Finora gli unici cristalli reali erano quelli la cui struttura è formata da reticoli di atomi ordinati che si ripetono uguali a se stessi nello spazio. Wilczek si interrogava sulla possibilità di costruire cristalli dalle caratteristiche analoghe nel tempo, ossia che si ripetono uguali a se stessi dopo un intervallo prefissato di tempo. “La sfida – ha osservato Barone – era creare una situazione nella quale, partendo da sistemi che non hanno periodicità, si passa a sistemi che hanno una periodicità temporale”. Si tendeva cioè a costruire un sistema in cui in modo spontaneo ‘emergeva’ un orologio.
I ricercatori dell’università del Michigan hanno visto questo fenomeno studiando il comportamento di dieci atomi isolati in una trappola elettromagnetica e che interagivano tra loro sollecitati da un fascio laser esterno. E’ stata proprio la possibilità di manipolare i singoli atomi a permettere di studiare il loro comportamento nel tempo, anche se il sistema osservato dai ricercatori aveva già una periodicità e ne ha acquisita un’altra, è passato cioè da un orologio preesistente a uno nuovo.
Quella che secondo Barone è straordinaria è stata la rapidità con la quale si è passati da una teoria, agli inizi controversa, a un risultato concreto. “Wilczek aveva immaginato un modello, ma non si era sicuri che potesse esistere. A permettere di realizzarlo – ha osservato l’esperto – è stata in primo luogo la capacità di manipolare i singoli atomi”.
Finora gli unici cristalli reali erano quelli la cui struttura è formata da reticoli di atomi ordinati che si ripetono uguali a se stessi nello spazio. Wilczek si interrogava sulla possibilità di costruire cristalli dalle caratteristiche analoghe nel tempo, ossia che si ripetono uguali a se stessi dopo un intervallo prefissato di tempo. “La sfida – ha osservato Barone – era creare una situazione nella quale, partendo da sistemi che non hanno periodicità, si passa a sistemi che hanno una periodicità temporale”. Si tendeva cioè a costruire un sistema in cui in modo spontaneo ‘emergeva’ un orologio.
I ricercatori dell’università del Michigan hanno visto questo fenomeno studiando il comportamento di dieci atomi isolati in una trappola elettromagnetica e che interagivano tra loro sollecitati da un fascio laser esterno. E’ stata proprio la possibilità di manipolare i singoli atomi a permettere di studiare il loro comportamento nel tempo, anche se il sistema osservato dai ricercatori aveva già una periodicità e ne ha acquisita un’altra, è passato cioè da un orologio preesistente a uno nuovo.
Quella che secondo Barone è straordinaria è stata la rapidità con la quale si è passati da una teoria, agli inizi controversa, a un risultato concreto. “Wilczek aveva immaginato un modello, ma non si era sicuri che potesse esistere. A permettere di realizzarlo – ha osservato l’esperto – è stata in primo luogo la capacità di manipolare i singoli atomi”.
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