Çfarë janë kristalet e kohës?

Por ato tre lloje të ndryshme të materies që secila shikon dhe veprojnë ndryshe nuk janë i gjithë universi – larg tij. Shkencëtarët kanë zbuluar (ose krijuar) dhjetëra gjendje më ekzotike të materies, që shpesh mbajnë emra mistikë dhe fantazikë: superfluide, kondensata Bose-Einstein dhe materie neutro-degjeneruese, për të përmendur disa.

Vitet e fundit, fizikanët në të gjithë botën kanë ndërtuar një gjendje tjetër të materies: një “kristal të kohës”. Nëse kjo duket si një teknobabllë e filmit B, nuk është më një teknobabël. Duke përdorur një kompjuter kuantik, disa studiues kanë krijuar një kristal të kohës që, mendojnë ata, vendos fort kristalet e kohës në botën e fizikës.

Studiuesit ende nuk e kanë publikuar zyrtarisht hulumtimin e tyre, por muajin e kaluar, ata postuan një preprint (një punim shkencor që ende nuk është redaktuar nga kolegët) në faqen e internetit ArXiV.

Pra, çfarë është saktësisht një kristal i kohës? Mund të tingëllojë si komponenti kritik që bën një makinë të shënojë, një lloj burimi futuristik të energjisë, ose ndoshta një artefakt të një qytetërimi të humbur alien. Por, për shkencëtarët, një kristal i kohës është në fakt diçka më delikate: një kuriozitet për ligjet e fizikës.

Ajo që përcakton çdo kristal standard të kënetës-të tilla si një diamant, një smerald, apo edhe një kub akulli-është se atomet e kristalit janë rregulluar disi në modele të përsëritura në hapësirë. Ekzistojnë tre dimensione të hapësirës – dhe një dimension i katërt, koha. Pra, fizikanët pyesnin veten nëse atomet e një kristali mund të sistemoheshin në modele të përsëritura në kohë.

Në praktikë, kjo funksionon diçka si kjo. Ju krijoni një kristal atomet e të cilit fillojnë në një gjendje. Nëse e shpërtheni atë kristal me një lazer të rregulluar mirë, ato atome mund të kthehen në një gjendje tjetër – dhe pastaj të kthehen prapa – dhe pastaj të rrokullisen përsëri – dhe kështu me radhë, të gjitha pa thithur në fakt asnjë energji nga lazeri.

Nëse tërhiqeni prapa, ajo që sapo keni krijuar është një gjendje e materies që është vazhdimisht në lëvizje, pafundësisht, pa marrë asnjë energji.

Kjo nuk është një arritje e vogël. Ai rreh një nga parimet më të shenjta të fizikës klasike: ligjin e dytë të termodinamikës. Ai ligj thotë se sasia e entropisë, ose çrregullimit, gjithmonë tenton të rritet. Mendojeni si një vazo, duke u çarë në buzë të një tryeze. Universi dëshiron ta shtyjë atë vazo dhe ta bëjë atë të copëtohet në dysheme. Për ta bashkuar përsëri, duhet të investoni energji.

Kristalet e kohës janë në fakt një ide mjaft e re, pasi u teorizuan për herë të parë nga fizikanti fitues i Nobelit, Franck Wilczek në 2012. Jo të gjithë fizikanët e pranuan atë teori në atë kohë, me disa që pohuan se ligji i dytë i termodinamikës do të mbante kokën e saj legaliste.

Natyrisht, studiuesit e vendosur gjetën boshllëqe. Në vitin 2016, fizikantët në Universitetin e Maryland arritën të kapnin së bashku një kristal të papërpunuar të kohës nga një koleksion i atomeve të ytterbium. Grupe të tjera kanë krijuar kristale të kohës brenda diamanteve.

Por këta kallajxhinj të kohëve të fundit bënë diçka ndryshe. Ata iu drejtuan Google dhe përdorën një kompjuter kuantik: një pajisje që përfiton nga veçoritë e mekanikës kuantike, lloji në dukje mistik i fizikës që udhëheq universin në shkallët më të vogla. Në vend që të përdorin copa silikoni si kompjuterët “klasikë” të përditshëm, kompjuterët kuantikë veprojnë drejtpërdrejt me atome ose grimca. Kjo i lejon fizikanët të bëjnë eksperimente të cilat mund të jenë agonizuese të vështira me kompjuterët tradicionalë, pasi fizika kuantike – e cila lejon grimcat të jenë gjëra të shumta në një dhe që grimcat të ndërveprojnë në distanca në dukje të pamundura – bëhet krejt ezoterike.

“Aftësia për të simuluar rregullat … bëhet shumë më e vështirë” me kompjuterët tradicionalë, thotë Gabriel Perdue, një studiues kompjuterik kuantik në Fermilab, një laborator kombëtar në periferi të Çikagos që fokusohet në fizikën e grimcave të nivelit të lartë.