I cristalli di tempo sono una nuova fase della materia

Una nuova ricerca mette in luce la possibilità rivoluzionaria di creare delle strutture periodiche del tempo.


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“Perché dovremmo interessarci alla simmetria? Innanzitutto perché la mente umana la trova affascinante; a tutti piacciono gli oggetti e i motivi che in qualche modo sono simmetrici. Ed è interessante che la natura dispieghi certi tipi di simmetria negli oggetti del mondo intorno a noi. L’oggetto più simmetrico che si possa immaginare è forse la sfera, e la natura è piena di sfere – le stelle, i pianeti, le goccioline d’acqua nelle nubi. […] Perfino il regno animale e quello vegetale presentano un certo grado di simmetria, benché la simmetria di un fiore, o di un’ape, non sia altrettanto perfetta o fondamentale quanto quella di un cristallo,” scrive Richard Feynman in Sei pezzi meno facili.

Uno dei teoremi più affascinanti della fisica è frutto del genio di una matematica tedesca di origini ebraiche Emmy Noether, che afferma che ad ogni simmetria del sistema corrisponde una legge di conservazione: se il sistema è uguale in ogni punto dello spazio (ha simmetria per traslazioni spaziali) allora la quantità di moto si conserverà. Se la simmetria è temporale allora a conservarsi sarà l’energia.

Questo implica che ogni volta che una simmetria viene rotta, viene meno una legge di conservazione: le conseguenze di questo fenomeno, la rottura della simmetria, sono da sempre oggetto di studio nella fisica. Basti pensare al ferromagnetismo, che diventa realtà quando gli spin all’interno di un metallo scelgono di orientarsi tutti in un certo modo, mentre prima erano disposti a caso. Un esempio più comune è quello dei cristalli: strutture che ripetono la posizione esatta dei propri atomi per lunghissime distanze, donando caratteristiche uniche a questa categoria di materiali.

Pubblicato da Raffaele Farinaro

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