Un cristallo è un solido i cui atomi o molecole sono disposti regolarmente in una struttura specifica.
Premio Nobel 2012 per la fisicaFrank Wilczek ha scoperto la simmetria della materia nel tempo. È considerato lo scopritore di questi cosiddetti cristalli temporali, anche se come teorico li ha predetti solo ipoteticamente. Da allora, diversi scienziati hanno cercato materiale in cui si osserva questo fenomeno. Il fatto che i cristalli dello spaziotempo esistano è stato confermato per la prima volta nel 2017. Tuttavia, le strutture avevano dimensioni di pochi nanometri e si formavano solo a temperature molto basse inferiori a –250 ° C. Il fatto che gli scienziati siano ora riusciti a visualizzare cristalli spazio-temporali relativamente grandi di pochi micrometri in video a temperatura ambiente è considerato rivoluzionario. Ma anche perché sono stati in grado di dimostrare che il loro cristallo di magnoni tempo-spazio può interagire con altri magnoni che entrano in collisione con esso.
“Abbiamo preso una struttura che si ripete regolarmentemagnoni nello spazio e nel tempo, inviarono altri magnoni e alla fine si dispersero. Così abbiamo potuto dimostrare che il cristallo del tempo può interagire con altre quasiparticelle. Nessuno è ancora riuscito a dimostrarlo direttamente in un esperimento, per non parlare di un video”.
Nick Traeger, dottorando presso l'Istituto Max Planck per i sistemi intelligenti
Nel loro esperimento, gli scienziati hanno posizionato una strisciamateriale magnetico a un'antenna microscopica attraverso la quale hanno fatto passare la corrente RF. Questo campo a microonde ha prodotto un campo magnetico oscillante, la fonte di energia che ha stimolato i magnoni nella striscia, una quasiparticella di onde di spin. Le onde magnetiche migrarono verso le strisce sinistra e destra, condensandosi spontaneamente in uno schema ripetitivo nello spazio e nel tempo. A differenza delle banali onde stazionarie, questo modello si è formato anche prima che due onde convergenti potessero incontrarsi e intersecarsi. Un modello che regolarmente scompare e riappare da solo deve essere un effetto quantistico.
Anche l'unicità dell'apertura è in usouna telecamera a raggi X che non solo consente di vedere i fronti d'onda con un'altissima risoluzione, 20 volte migliore del miglior microscopio ottico. Ma può anche farlo fino a 40 miliardi di frame al secondo e con una sensibilità estremamente elevata ai fenomeni magnetici.
“Siamo stati in grado di dimostrare che tali cristalligli spaziotempi sono molto più attendibili e diffusi del previsto. Il nostro cristallo si condensa a temperatura ambiente e le particelle possono interagire con esso, a differenza di un sistema isolato. Inoltre, aveva raggiunto una dimensione tale da poter essere utilizzata per fare qualcosa con questo cristallo spaziotemporale magnon. Ciò potrebbe portare a molte potenziali applicazioni."
Paweł Gruszecki, scienziato della Facoltà di Fisica dell'Università Adam Mickiewicz di Poznań
I cristalli classici hanno una larghezza molto ampiaarea di applicazione. Ora, se i cristalli possono interagire non solo nello spazio ma anche nel tempo, gli scienziati possono aggiungere un'altra dimensione alle possibili applicazioni. Il potenziale della tecnologia delle comunicazioni, dei radar e delle immagini è enorme.
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