Observan en acción “cristales de tiempo”, una extraña fase de la materia

Un cristal estándar está compuesto de átomos dispuestos en un patrón que se repite regularmente en el espacio. Los cristales de tiempo también cuentan con un patrón que se repite, pero en este caso no es a través del espacio sino a través del tiempo.

Planteados por primera vez en el marco de una teoría de 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 en el tiempo a pesar de no tener ninguna influencia externa directa que pudiera generar esa conducta. Sus átomos oscilan constantemente, giran o se mueven primero en una dirección y luego en la otra.

Por primera vez, se ha conseguido observar la interacción entre dos cristales de tiempo.

El logro es obra del equipo internacional de Samuli Autti, de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido. En el experimento también han trabajado científicos de la Universidad Yale en Estados Unidos, la Royal Holloway de Londres en el Reino Unido y la de Aalto en Finlandia.

Autti y sus colegas observaron cristales de tiempo usando helio-3 que es un isótopo raro de helio con un neutrón de menos. El experimento se llevó a cabo en la Universidad de Aalto.

Los científicos enfriaron el helio-3 superfluido hasta una décima de milésima de grado sobre el Cero Absoluto, la temperatura más fría que permiten las leyes de la física (273,15 grados centígrados bajo cero). Los investigadores crearon entonces dos cristales de tiempo dentro del superfluido, y les permitieron tocarse.

Parte de las instalaciones en la Universidad de Aalto utilizadas para el experimento con cristales de tiempo. (Foto: Aalto University / Mikko Raskinen)

El equipo de Autti observó a los dos cristales de tiempo interactuando e intercambiando partículas constituyentes, un fenómeno conocido como·”efecto Josephson”.

Los cristales de tiempo tienen un gran potencial para varias aplicaciones prácticas. Podrían utilizarse para mejorar la tecnología actual de los relojes atómicos, complejos relojes que mantienen el recuento del paso del tiempo más exacto que la especie humana puede conseguir. También podrían servir para mejorar dispositivos como los giroscopios y los sistemas que dependen de los relojes atómicos, como el GPS.

Lo observado en el experimento podría además resultar útil para ayudar al avance de la naciente computación cuántica porque los cristales de tiempo permanecen de por sí intactos (coherentes, técnicamente hablando) en entornos con condiciones variables. La protección de la coherencia es fundamental para la computación cuántica, y hoy en día la principal dificultad que impide el desarrollo de las potentes computadoras cuánticas es que no hay técnicas convencionales lo bastante buenas para proteger debidamente la coherencia. (Fuente: NCYT de Amazings)