Cristaux de temps : Une nouvelle forme de matière qui pourrait tout changer

 

De tous les noms à consonance de science-fiction qui ont vu le jour ces dernières années, aucun n’est peut-être aussi mystérieux ou apparemment fictif que les cristaux de temps. Le nom évoque quelque chose entre « Retours vers le Futur » et « Donnie Darko », et la réalité est peut-être plus folle que les deux.

Deux groupes distincts de scientifiques ont rapporté qu’ils ont observé des cristaux de temps, ce qui donne foi à l’idée que cet état théorique de la matière est quelque chose que les humains peuvent réellement créer et observer. Et en effet, les cristaux de temps peuvent être cultivés dans la chambre d’un enfant.

Cependant, il faut des capteurs nucléaires et des lasers pour aider les cristaux de temps à atteindre leur plein potentiel, puis les mesurer et les observer. Cette combinaison de termes scientifiques dramatiques et d’objets d’une simplicité choquante est une grande analogie pour les cristaux de temps dans leur ensemble.

Poursuivez votre lecture pour comprendre ce qu’ils sont et comment ils peuvent affecter vos vies.

Que sont les cristaux de temps ?

Les cristaux de temps sont des systèmes d’atomes qui s’organisent dans le temps de la même façon que les solides plus traditionnels se cristallisent dans l’espace. Au cas où votre cerveau n’est pas assez tordu pour essayer de comprendre ce que cela signifie, les deux groupes de scientifiques ont créé des structures radicalement différentes qui tombent toutes deux sous l’étiquette « cristaux de temps ».

Ces arrangements atomiques ne sont pas des portails de voyage dans le temps ou des machines Goldberg Rube infinies, mais plutôt l’avènement d’un tout nouvel état de la matière – indépendant des solides, liquides et gaz familiers qui composent l’univers connu.

Frank Wilczek, physicien théoricien du MIT, a proposé pour la première fois l’idée des cristaux de temps en 2012, posant que si les propriétés changent au fil du temps plutôt que dans l’espace, cela pourrait créer de nouveaux états de la matière. Moins de six ans plus tard, les deux groupes de scientifiques ont créé des cristaux qui semblent posséder des propriétés similaires à celles qu’il propose.

Sérieusement, qu’est-ce que ça veut dire ?

Les lois physiques tournent autour des symétries, qui sont des moments où une action crée une réaction égale, quel que soit l’environnement. C’est la physique newtonienne de base et l’une des lois fondamentales de la façon dont on percoit l’univers. Une bûche en feu crée une quantité mesurable de chaleur basée sur la quantité de masse disponible, une balle frappant un mur rebondit sur le mur avec la même force qu’elle le frappe – moins les pertes par dissipation, qui peuvent être mesurées en chaleur.

Wilczek se demandait si les molécules pouvaient briser la symétrie traditionnelle traduite dans le temps, ce qui régit les lois responsables de la création des cristaux. Les cristaux traditionnels comme le sel et le quartz sont des cristaux spatiaux tridimensionnels et ordonnés. Leurs atomes sont disposés dans un système prévisible et répétitif.

Les cristaux de temps, par contre, sont différents au niveau atomique. Leurs atomes tournent périodiquement, changeant de direction au fur et à mesure qu’une force pulsatoire les fait basculer. Littéralement, les cristaux de temps « tic-tac » comme une vieille horloge de grand-père, et leurs atomes se retournent à une fréquence constante et périodique.

Mais ce n’est pas la raison pour laquelle ils portent le nom de cristal de temps – le nom vient du fait que la structure atomique des cristaux se répète dans le temps, c’est pourquoi ils semblent osciller à des fréquences fixes. Les cristaux de temps ne trouvent jamais l’équilibre de la même façon qu’un diamant ou un rubis, ils sont donc à présent considérés comme l’un des rares exemples de matière hors équilibre connus des scientifiques.

Cristaux de temps dans le monde réel

Vous vous demandez probablement à quoi ressemblent les cristaux de temps, si vous en reconnaîtriez un si vous le voyiez, et ce qu’ils vont faire exactement pour les êtres humains. La chose la plus importante à comprendre est que les cristaux de temps n’existent fondamentalement que dans des conditions de laboratoire limitées, en particulier lorsque les scientifiques leur donnent un coup de pouce pour mettre leur oscillation en mouvement.

Une fois qu’ils oscillent, il semble que les cristaux de temps se réverbèrent indéfiniment. Et l’expérience du groupe de Harvard a produit un cristal qui, une fois activé, brillait en raison de ses réverbérations périodiques d’énergie.

L’équipe de Yale qui a découvert les cristaux de temps les a trouvés dans un ensemble surprenant de matière – des cristaux de phosphate de monoammonium (MAP). Ces cristaux sont remarquablement faciles à faire pousser, et ils sont souvent inclus dans les ensembles de cristaux pour enfants.

Un étudiant avait des cristaux MAP dans le laboratoire pour une expérience différente lorsque l’équipe de cristal de temps a décidé de rechercher la signature d’un cristal de temps discret par résonance magnétique nucléaire. Sean Barrett, chercheur à Yale Research, résume ironiquement : « Notre travail suggère que la signature d’un TTT pourrait être trouvée, en principe, en regardant dans un kit de cristal pour enfants. »

Cette découverte de cristaux de temps dans un lieu simple et sauvagement inattendu soulève des questions fondamentales sur la façon dont les cristaux de temps se forment et sur les états de la matière qui pourraient exister dans le temps dans la matière observée existante dans l’espace. L’ampleur et la richesse des phases de la matière dans l’univers est, apparemment, encore plus grande que on ne l’avait comprit auparavant.

Et ces phases, qui peuvent ne pas être observables avec les cinq sens traditionnels, mais qui sont choquantes lorsqu’elles sont mesurées à l’aide d’outils capables de percevoir les oscillations atomiques, pourraient être beaucoup plus courantes que Wilczek ne l’avait jamais imaginé lorsqu’il a proposé sa théorie.

En ajoutant des impulsions laser ou micro-ondes à des objets apparemment solides, on pourrait bien découvrir ces oscillations constantes dans la matière atomique dans tout l’univers, et certaines formes de cristaux de temps pourraient facilement être plus spectaculaires que celles qui ont été observées jusqu’ici.

Applications futures

Les scientifiques croient que l’étude des cristaux de temps et l’amélioration de la compréhension de ces cristaux nous permettront de faire des percées en matière de puissance et de précision des horloges atomiques, des gyroscopes et des magnétomètres, ainsi que d’autres développements dans la façon dont on dévelope des technologies quantiques potentielles.

La promesse d’utiliser des systèmes quantiques stables à des températures de fonctionnement beaucoup plus élevées que ce qu’on peut à présent atteindre pourrait être la dernière étape nécessaire pour faire de l’informatique quantique une réalité – ce qui est vraiment important. Le département de la Défense des États-Unis a annoncé un programme de financement pour étudier d’autres applications potentielles des cristaux de temps, l’informatique quantique étant l’un des horizons technologiques les plus prometteurs de l’ère informatique.

La découverte de cristaux de temps nécessite également une réévaluation de certaines théories et compréhensions existantes, car elle semble suggérer qu’il y a des phases de la matière qui dépassent le cadre de ce qu’on comprend à présent. Il existe certaines applications potentielles des cristaux de temps qui sont encore plus de science-fiction que leur nom ne l’indique, mais contrairement à beaucoup de ces percées futuristes, les cristaux de temps existent déjà sous plus d’une forme et ont été confirmés dans des études évaluées par des pairs par plusieurs équipes de recherche universitaires.

Conclusion

Oui, les cristaux de temps semblent sortir tout droit d’un roman de science-fiction. Mais plus on comprend leur fonctionnement, plus on commence à comprendre leur potentiel.

Alors qu’on commence à s’spprocher des limites quant au nombre de transistors pouvant être physiquement inclus dans une micropuce, les cristaux de temps pourraient être la solution qui ouvre la voie à des méthodes de calcul radicalement nouvelles.

Ce qui est clair, c’est que plus on regarde la « boule de cristal » des cristaux de temps, plus l’avenir semble prometteur.

 

yogaesoteric
23 mai 2020