Shkenctarët konfirmojnë ekzistencën e një forme të re të materies: Kristalet e kohës

0
228

Për muaj më radhë kanë ekzistuar supozime që pohonin se hulumtuesit ia kanë dalë të krijojnë “kristale të kohës” – kristale të çuditshme me strukturë atomike që karakterizohet me simetri jo vetëm në hapësirë por edhe në kohë, gjë që bën që ato të jenë në lëvizje të vazhdueshme. Studimet e reja konfirmojnë këto supozime.

Tashmë është zyrtare – hulumtuesit kanë treguar metodën se si mund të prodhohen dhe maten kristalet e tilla. Në fakt, dy ekipe të pavarura shkenctarësh kanë pohuar se kanë prodhuar kristale të kohës, duke u bazuar në këtë metodë dhe duke konfirmuar kështu ekzistencën e këtij lloji të materies, plotësisht të panjohur më parë.

Zbulimi i tillë mund të tingëlloi krejtësisht abstrakt, por ai paralajmëron ardhjen e një epoke të re në fizikë – pasi që për dekada janë studiuar vetëm materiet në ekuilibër fizik, si metalet dhe izolatorët.

Përkundër kësaj, kanë ekzistuar predikime sipas të cilave në Univers ekzistojnë edhe shumë forma tjera, më ekzotike, të materies, duke përfshirë këtu edhe kristalet e kohës. Zbulimi i kristaleve të kohës konfirmon saktësinë e këtyre pohimeve.

Fakti që tanimë kemi në dispozicion forma të materies që nuk janë në ekuilibër mund të çoj në përparime të mëdha në të kuptuarit e botës rreth nesh, si dhe në teknologjitë e reja duke përfshirë njehsimet kuantike.

“Për gjysmë shekulli tashmë, kemi studiuar materien në ekuilibër, si metalet dhe isolatorët. Vetëm tani po ia dalim të studiojmë një tabllo të re – materia në gjendje jo ekuilibruese”- pohon udhëheqësi i hulumtimit, Norman Yao nga Universiteti  i Kalifornisë, Berkley.

Më poshtë po japim rrjedhë kronologjike të këtij studimi:

Të predikuar së pari në vitin 2012 nga fizikani teorik, fitues i çmimit Nobel, Frank Wilczek, kristalet e kohës janë struktura që ndodhen në lëvizje edhe në nivelin më të ulët të energjisë së tyre – i njohur si niveli themelorë i energjisë.

Zakonisht, kur materia ndodhet në nivelin themelorë të energjisë, i njohur edhe si pika zero e energjisë, kjo do të thotë që ajo nuk ka mundësi teorike të lëvizë sepse kjo do të kërkonte lirim të energjisë.

Por, Wilczek ka predikuar se ky nuk është rasti për kristalet e kohës.

Kristalet e zakonshme kanë strukturë simetrike (që përseritet) në hapësirë, si p.sh. rrjeta karbonike e diamantit, por ato nuk janë në gjendje lëvizëse, për arsye se ndodhen në ekuilibër.

Kristalet e kohës, në anën tjetër, kanë simetri edhe në kohë, gjë që bën që ato të jenë në lëvizje edhe në nivelin themelorë të energjisë.

Fizikisht, ato mund të mendohen si xhelatinë – nën prekje të lehta lëkundjet e saj shpejtohen. E njëjta ndodh me kristalet e kohës, përveq faktit se kristalet e tilla s’kanë nevojë për energji të jashtme për të lëvizur. Pra kristalet e kohës ngjajnë në xhelatinë që lëkundet papushim, e paaftë që të qëndroi në qetësi.

Por është një gjë të predikosh ekzistencën e kristaleve të tilla dhe tjetër gjë t’i prodhosh ato. Këtu vie rëndësia e këtij studimi të ri.

Yao dhe ekipi i tij kanë dalë me një plan të detajuar që tregon si prodhohen dhe maten vetitë e kristaleve të kohës. Madje ata kanë predikuar gjendjet e ndryshme të kristaleve të kohës, që do të thotë se ata kanë gjetur ekuivalentët e gjendjeve të ngurtë, të gaztë dhe të lëngët, për kristalet e kohës.

Yao, punimin ku janë prezentuar këto rezultate e quan “urë lidhëse në mes të të gjeturave teorike dhe atyre eksperimentale”.

Duke u bazuar në planin e sipërpërmendur, dy ekipe të pavarura studiuesish, njëri nga Universiteti i Maryland-it dhe tjetri nga Harvardi, kanë provuar prodhimin e kristaleve të tyre të kohës.

Këto përpjekje janë konfrmuar në fundin e vitit të kaluar dhe rezultatet e tyre janë në pritje të publikimit në revista shkencore.

Në pritje të këtyre publikimeve, ne vazhdojmë të mbesim dyshues për rezulatet e tyre, por fakti se të dy ekipet janë nisur nga i njëjti plan, jep shpresë se ato do të jenë pozitive.

Kristalet e kohës nga ekipi i Universitetit të Maryland-it janë krijuar me anë të dhjetë joneve të iterbiumit, të gjitha me spine të lidhura të elektroneve, të vendosura përgjatë një vije.

Çelësi i shndërrimit të konfigurimit të tillë në kristale të kohës qëndron në të mbajturit e joneve në gjendje jo-ekuilibri dhe për të arritur këtë, shkenctarët kanë përdorur dy tufa laserike, në mënyrë alternuese. Njëri laser është përdorur për të gjeneruar fushë magnetike përderisa tjetri për të ndërruar pjesërisht kahun e spinit të atomeve.

Pasi spinet e atomeve kanë qenë të lidhura njëra me tjetrën, lëkundjet e atomeve kanë kaluar në një tabllo simetrike – përseritëse.

Deri këtu, gjithçka është e zakonshme. Por pastaj, ndodhi diçka e çuditshme: jonet e iterbiumit kanë reaguar ndaj tufave laserike me periodë dy herë më të madhe sesa që ndodh në një sistem të zakonshëm.

“Kjo është edhe esenca e kristaleve të kohës. Nën ndikimin e një nxitësi të jashtëm me periodë T, sistemi sinkronizohet në atë mënyrë që perioda e observuar e oscilimeve është më e madhe se T” – pohon Yao.

Nën ndikimin e një fushe tjetër magnetike, kristalet e kohës ndryshojnë gjendjen, ngjashëm, për shembull me shkrirjen e një kubi akulli.

Kristalet nga ekipi i Harvardit janë të ndryshme. Ato janë ndërtuar duke përdorur qendrat e dendura azotike në diamant, por rezultati ka qenë i njejtë.

“Rezulatet kaq të ngjajshme në dy studime krejtësiht të pavaruara tregojnë që kristalet e kohës janë lloje të reja të materies e jo thjeshtë raste kurioze të lidhura me sisteme të veçanta”- thotë Phil Richerme, nga Universiteti i Indianasë, që nuk ka qenë i përfshirë drejtëpërdrejtë në këtë hulumtim – “Observimet e kristaleve diskrete të kohës konfirmojnë që thyerjet e simetrisë ndodhin në të gjitha intervalet e natyrës dhe hapin pista të reja të hulumtimit shkencorë”.

Web Agency, Digital Agency, Web Development Agency

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here