Nel laboratorio dell’Università del Colorado Boulder è stato creato un orologio che non ha bisogno di elettricità e le cui lancette continuano a muoversi senza fermarsi. Non si tratta di un dispositivo meccanico tradizionale, ma di cristalli liquidi, gli stessi usati negli schermi degli smartphone. È il primo esempio visibile di “cristallo temporale”, una fase della materia in cui atomi e particelle rimangono in moto perpetuo.
La danza infinita delle molecole
Hanqing Zhao, dottorando in fisica e autore principale dello studio pubblicato su Nature Materials, spiega che questi cristalli possono essere osservati al microscopio e, in particolari condizioni, persino a occhio nudo. Il team guidato da Ivan Smalyukh ha realizzato celle di vetro riempite con cristalli liquidi a forma di bastoncino, capaci di comportarsi sia come solidi che come liquidi.
Basta illuminarli con una luce specifica perché inizino a muoversi in schemi ciclici e ripetitivi. Al microscopio assumono l’aspetto di strisce psichedeliche che danzano per ore, come un orologio che non smette mai di scandire il tempo.
Dal diamante al tempo: l’evoluzione del concetto di cristallo
L’idea dei cristalli temporali risale al 2012, quando il Nobel Frank Wilczek immaginò strutture ordinate non nello spazio, ma nel tempo. Se i cristalli classici hanno atomi organizzati in reticoli spaziali, Wilczek ipotizzò l’esistenza di reticoli temporali.
Se il concetto originario era irrealizzabile, esperimenti successivi ci si sono avvicinati: nel 2021 Google, con il computer quantistico Sycamore, creò una rete atomica che oscillava regolarmente quando colpita da un laser.
La meccanica nascosta dei cristalli liquidi
Il gruppo di Boulder ha scoperto che comprimendo le molecole si formano pieghe microscopiche, i cosiddetti “kink”, che si comportano come vere particelle in movimento. Inserendo i cristalli liquidi tra lastre di vetro rivestite con molecole coloranti, queste rimangono stabili finché non vengono illuminate: a quel punto i cristalli si comprimono e generano migliaia di pieghe che interagiscono secondo schemi complessi.
Le possibili applicazioni sono notevoli: dai sistemi anti-contraffazione nelle banconote, dove basterebbe illuminare la filigrana temporale per verificarne l’autenticità, fino a nuovi sistemi di archiviazione dati basati su configurazioni stratificate.
Questi cristalli mostrano anche un’eccezionale robustezza, mantenendo il moto perpetuo nonostante variazioni di temperatura. Come osserva Smalyukh: «Non vogliamo porre limiti alle applicazioni. Ci sono opportunità per spingere questa tecnologia in tutte le direzioni».
