Cristales de tiempo ‘imposibles’ pero obedecen a la física cuántica
Los científicos han creado el primer sistema de dos cuerpos «cristal de tiempo» en un experimento que parece torcer las leyes de la física.
Esto ocurre después de que el mismo equipo presenciara recientemente la primera interacción de la nueva fase de la materia.
Los cristales de tiempo se han considerado imposibles durante mucho tiempo porque están formados por átomos que se mueven sin cesar. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, muestra que no solo se pueden crear cristales de tiempo, sino que tienen el potencial de convertirse en dispositivos útiles.
Los cristales de tiempo son diferentes de un cristal estándar, como los metales o las rocas, que se componen de átomos dispuestos en un patrón que se repite regularmente en el espacio.
Teorizados por primera vez en 2012 por el premio Nobel Frank Wilczek e identificados en 2016, los cristales de tiempo exhiben la extraña propiedad de estar en movimiento constante y repetitivo a pesar de la ausencia de información externa. Sus átomos están constantemente oscilando, girando o moviéndose primero en una dirección y luego en la otra.
El Dr. Samuli Autti, miembro del EPSRC y autor principal del Departamento de Física de la Universidad de Lancaster, explicó: “Todo el mundo sabe que las máquinas de movimiento perpetuo son imposibles. Sin embargo, en física cuántica, el movimiento perpetuo es aceptable siempre que mantengamos los ojos cerrados. Si nos escabullimos por esta fisura, podemos fabricar cristales de tiempo.
«Resulta que poner dos de ellos juntos funciona de maravilla, aunque los cristales de tiempo no deberían existir en primer lugar. Y ya sabemos que existen a temperatura ambiente también».
Un «sistema de dos niveles» es un elemento básico de una computadora cuántica. Los cristales de tiempo podrían utilizarse para construir dispositivos cuánticos que funcionen a temperatura ambiente.
Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Lancaster, Royal Holloway en Londres, el Instituto Landau y la Universidad Aalto en Helsinki han observado cristales de tiempo usando helio-3, un isótopo raro de helio al que le falta un neutrón. El experimento se realizó en la Universidad Aalto.
Enfriaron el helio-3 superfluido a una diezmilésima de grado del cero absoluto (0,0001 K o -273,15 °C). Los investigadores crearon dos cristales de tiempo dentro del superfluido y los pusieron en contacto. Luego, los científicos observaron que los dos cristales de tiempo interactuaban como lo describe la física cuántica.
