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Oct 05, 2023

Il filippino "Sheldon Cooper" scopre il modo di creare cristalli del tempo, materia oscura quantistica

DISCOVERY. UPD-CS NIP theoretical physicist Jayson Cosme led a team of

SCOPERTA. Il fisico teorico dell'UPD-CS NIP Jayson Cosme ha guidato un team di ricercatori con sede in Germania in uno studio rivoluzionario nel campo della fisica.

Foto per gentile concessione di Jayson Cosme

LAGUNA, Filippine – Jayson Cosme, fisico teorico e attualmente professore associato presso l’Università delle Filippine Diliman College of Science National Institute of Physics (UPD-CS NIP), ha recentemente guidato un team di sei ricercatori con sede in Germania per sperimentare un modo per creare cristalli temporali e un sistema quantistico allo stato oscuro.

Il loro articolo più recente sullo stato oscuro è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters nell’aprile 2023, con i coautori Jim Skulte, Phatthamon Kongkhambut, Sahana Rao, Ludwig Mathey, Hans Keßler e Andreas Hemmerich.

Con quasi lo stesso gruppo di autori, hanno pubblicato il loro precedente articolo nell’agosto 2022, che ha portato alla loro sorprendente scoperta di uno stato oscuro. Questo precedente studio innovativo ha creato per la prima volta nella storia della fisica un altro tipo di cristallo del tempo, chiamato cristallo del tempo continuo.

Similmente al fisico teorico della teoria del Big Bang Sheldon Cooper, Cosme, insieme ai suoi colleghi, creò una teoria o un modello matematico e lo verificò con successo nel loro progetto sperimentale.

Come teorico, è qualcosa che ti entusiasma perché siamo in grado di capire qualcosa a livello fondamentale e che funziona.

Cosme ha chiarito che ciò che hanno trovato, lo stato oscuro, è diverso dalla materia oscura, poiché quest’ultima è per lo più una forma teorica di materia e non è stata ancora rilevata. Lo stato oscuro o stato quantico oscuro, invece, è lo stato di un atomo o di una molecola che non assorbe né emette luce (fotoni), quindi “oscuro”. Ancora più importante, lo stato oscuro non è solo una teoria poiché la sua esistenza è stata dimostrata e ripetutamente creata.

"È più vicino al mantello dell'invisibilità in Harry Potter", ha detto, descrivendo lo stato oscuro. "È praticamente invisibile."

Utilizzando il condensato di Bose-Einstein (BEC) per il loro sistema, lo studio ha mostrato un modo unico di creare uno stato oscuro utilizzando due ingredienti chiave: l'interazione tra gli atomi facilitata dalla luce tramite il raggio laser e l'agitazione del laser stesso .

Ha condiviso che diversi tipi di interazioni creano vari stati della materia, simili a come le molecole d’acqua possono diventare solide (ghiaccio), liquide (acqua) o gas (vapore), a seconda di come interagiscono le molecole.

La loro configurazione originale era stata inizialmente progettata per creare un cristallo temporale incommensurabile. Scuotendo più forte il sistema, Cosme ha condiviso di essere rimasto sorpreso nel vedere la trasformazione del cristallo del tempo in qualcosa di nuovo e di aver realizzato che si trattava di uno stato oscuro.

"Siamo in grado di dimostrare che è possibile creare un nuovo stato, che è uno stato oscuro, combinando la guida periodica e l'interazione tra le particelle costituenti che compongono il condensato di Bose-Einstein."

Sebbene lo studio sia una ricerca fondamentale, il concetto di stato oscuro può già essere applicato all’informatica quantistica. L’informatica quantistica è un campo multidisciplinare che utilizza la meccanica quantistica per risolvere problemi più rapidamente dei computer classici oggi esistenti.

Sebbene il calcolo quantistico abbia più possibilità di combinazioni di 1 e 0, il suo stato non è stabile. Ad esempio, i computer classici sono più stabili, il che fa sì che i dispositivi attuali come laptop e fotocamere funzionino correttamente. Quindi, il suo stato pari a 1, ad esempio, rimarrà sempre 1 e così via.

Tuttavia, in un bit quantistico, lo stato 1, ad esempio, a un certo punto diventerà 0.

Con lo stato oscuro, un bit quantico sarà più stabile nel creare un sistema in grado di risolvere problemi più complessi o eseguire funzioni più veloci rispetto ai supercomputer di oggi.

Cosme ha iniziato a lavorare con il team quando lavorava come ricercatore e teorico post-dottorato ad Amburgo, in Germania, sotto Mathey, dal 2017 al 2020. Quando ha iniziato a lavorare come professore associato presso UP Diliman nel 2020, la loro collaborazione è continuata.