Μια νέα μορφή ύλης που τη βάφτισαν «χρονοκρύσταλλο» δημιούργησαν δύο ομάδες Αμερικανών επιστημόνων επιτυγχάνοντας αυτό που κάποτε θεωρείτο ακατόρθωτο.

Τα άτομα των συνηθισμένων κρυστάλλων, από τα διαμάντια μέχρι τις χιονονιφάδες, διατάσσονται σε τρισδιάστατα πλέγματα , τα οποία επαναλαμβάνονται σε όλη την έκτασή τους.

Ωστόσο τα άτομα στους χρονοκρυστάλλους ακολουθούν μοτίβα που δεν επαναλαμβάνονται στον χώρο, αλλά στην τέταρτη διάσταση, τον χρόνο.

Αυτό σημαίνει ουσιαστικά ότι θα ταλαντεύονται αέναα χωρίς καμία εξωτερική επίδραση.

Πριν τη σύνθεσή τους από τους Φυσικούς του Joint Quantum Institute και του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ (University of Maryland) ορισμένοι ερευνητές αμφέβαλλαν κατά πόσον θα μπορούσαν να δημιουργηθούν χρονοκρύσταλλοι, αφού η αέναη κίνηση αντιβαίνει στους νόμους της Φυσικής.

Αλλά πιστεύεται ότι αυτό είναι εφικτό λόγω του αλλόκοτου τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρεται η ύλη σε κβαντικό επίπεδο.

Ο χρονοκρύσταλλος μοιάζει να είναι ένα κλειστό σύστημα, άρα δεν χάνεται ενέργεια προς τα έξω. Επίσης φαίνεται ότι είχε ιδιότητες παρόμοιες με εκείνες των υπεραγωγών, ώστε τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται χωρίς να συναντούν αντίσταση.

Αυτό επιτρέπει στην παρατηρούμενη κίνηση να συνεχίζεται αέναα, τουλάχιστον θεωρητικά.

Σύμφωνα με τον Άντριου Πότερ, αναπληρωτή καθηγητή φυσικής στο πανεπιστήμιο του Τέξας, η σύνθεση χρονοκρυστάλλων άνοιξε τον δρόμο για έναν εντελώς νέο «κόσμο» υλικών, τα οποία βρίσκονται σε συνθήκες μη ισορροπίας.

«Με βάση αυτές τις θεωρητικές ιδέες, που διατυπώθηκαν πριν από μερικά χρόνια, καταφέραμε να τους συνθέσουμε στο εργαστήριο. Ελπίζουμε πως πρόκειται για το πρώτο παράδειγμα, καθώς θα ακολουθήσουν και άλλα», λέει.

Μερικά από αυτά τα υλικά, ίσως αποδειχθούν στην πορεία χρήσιμα για την αποθήκευση ή τη μεταφορά δεδομένων σε κβαντικούς υπολογιστές.

Ο Πότερ μαζί με συναδέλφους του από το πανεπιστήμιο του Τέξας, αλλά και άλλους ερευνητές από το Χάρβαρντ, το Μπέρκλεϊ και το πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, συνέθεσαν τον χρονοκρύσταλλο από ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα (ιόντα) του στοιχείου υπέρβιο. Εφαρμόζοντας το κατάλληλο ηλεκτρικό πεδίο, έκαναν 10 τέτοια ιόντα να αιωρούνται πάνω από μία επιφάνεια.

Στη συνέχεια, άρχισαν να τα «βομβαρδίζουν» με παλμούς λέιζερ, ώστε με κάθε παλμό να αλλάζουν τη φορά που περιστρέφονται (ή πιο σωστά, το σπιν τους).

Έτσι, παρατήρησαν πως οι εναλλαγές της φοράς των ατόμων ακολουθούσαν ένα συγκεκριμένο μοτίβο και επαναλαμβανόταν μάλιστα με τη μισή συχνότητα εκπομπής των παλμών.

Η πρόβλεψη για την ύπαρξη αυτής της «εξωτικής» μορφής ύλης έγινε το 2012, από τον νομπελίστα φυσικό Φρανκ Γουίλτσεκ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Η ομάδα τη συνέθεσε στο εργαστήριο τον περασμένο Σεπτέμβριο, ωστόσο η εργασία τους δημοσιεύτηκε τώρα στο περιοδικό Nature.