Fizicienii văd pentru prima dată cum atomii unui cristal își inversează rotația

Pune atomii unui cristal să se rotească într-un sens, cedează acea mișcare unei a doua vibrații interne, iar rotația poate ieși învârtindu-se în sens invers. Fizicienii au observat acum acest lucru direct în interiorul unui solid pentru prima dată, prinzând clipa în care momentul cinetic al rețelei s-a inversat trecând între două dintre vibrațiile proprii ale cristalului.

Echipa descrie rezultatul printr-o aritmetică intenționat ciudată: 1 + 1 = −1. Două rotații îndreptate în același sens s-au combinat și au produs una care se învârtea invers. În socoteli nu s-a rupt nimic de fapt, fiindcă rotația lipsă a fost dusă în altă parte a sistemului, dar efectul local este genul de inversare pe care intuiția nu îl îngăduie.

Obiectul în cauză este seleniura de bismut, un cristal deja apreciat în fizică pentru comportamentul său neobișnuit de suprafață. Aici contează mecanismul lui interior. Atomii dintr-un solid nu sunt ficși: vibrează în tipare coordonate numite vibrații ale rețelei, iar unele dintre aceste tipare pot purta o rotație, un mic moment cinetic stocat care de obicei rămâne bine contabilizat.

Lecturi recomandateO bucățică de metal cu 10.000 de atomi a fost ținută în două locuri simultan

Ca să-l vadă mișcându-se, echipa a trebuit să împingă tare și să privească rapid. A tras impulsuri laser de terahertz ultraintense pentru a forța o vibrație într-o mișcare circulară, rotativă, apoi a folosit un al doilea impuls ultrarapid pentru a observa ce se întâmpla când acea rotație se cupla cu o vibrație vecină. Inversarea a apărut în felul în care se întorcea al doilea impuls.

Interesul nu stă în trucul în sine, ci în ce deschide. Momentul cinetic prins în vibrații este unul dintre firele ascunse din spatele magnetismului, iar urmărirea lui în timp ce sare între vibrații le dă cercetătorilor o priză directă asupra unui proces care până acum trebuia dedus. Stăpânirea acelei prize ar putea deveni o cale de a dirija materialele exotice de care depind tehnologiile cuantice.

Deocamdată, rezultatul merită citit cu rezerve. A fost produs într-un cristal anume, sub câmpuri laser mult mai puternice decât orice din electronica de zi cu zi, iar rotația care se inversează este cea colectivă a rețelei, nu atomi liberi care se răstoarnă ca niște bile. Dacă aceeași inversare apare în alte materiale și dacă poate fi valorificată, nu doar observată, rămân întrebări deschise.

Lucrarea, realizată de o colaborare care reunește Institutul Fritz Haber al Societății Max Planck, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf și TU Dresden, cu parteneri la Jülich și Eindhoven, a apărut în Nature Physics în mai 2026. Aceeași tehnică laser care a dezvăluit inversarea este unealta pe care grupurile o vor îndrepta acum spre alte cristale, ca să afle cât de răspândită este de fapt rotația inversată.

Mai multe articole similare

Webb a găsit o galaxie de mai multe ori mai masivă decât Calea Lactee și care nu se rotește

Creierul adormit reconstruiește amintirile negative cu mai multă precizie decât pe cele pozitive

Un test de scaun detectează 90% dintre cancerele colorectale fără colonoscopie

Oxigenul cartografiat în 4.546 puncte din NGC 1365 reconstruiește 12 miliarde de ani de evoluție galactică

Filme subțiri de La₃Ni₂O₇ cu inginerie de deformare ating supraconductivitate de 40K fără presiune extremă

Proiectul Manhattan