Crean un cristal de tiempo que es visible a simple vista

Imagine un reloj que no necesita suministro eléctrico, ni que le den cuerda ni ser energizado de ninguna otra manera, pero cuyos engranajes y manecillas giran incesantemente a perpetuidad.

Unos físicos han usado cristales líquidos, los mismos materiales que se emplean en la pantalla de los teléfonos móviles, para crear un reloj lo más parecido a ese que los humanos podemos lograr. Este llamativo objeto es un "cristal de tiempo". Ese es el nombre de una curiosa fase de la materia en la que los componentes, como átomos u otras partículas, existen en constante movimiento.

Este cristal de tiempo no es el primero que se ha fabricado, pero sí el primero que los humanos podemos ver directamente, mediante un microscopio o incluso, bajo determinadas condiciones, a ojo desnudo. La visibilidad de esta clase de cristal de tiempo le confiere unas propiedades que podrían ser aprovechadas para diversas aplicaciones prácticas.

El logro es obra de Hanqing Zhao e Ivan I. Smalyukh, de la Universidad de Colorado en la ciudad estadounidense de Boulder.

Estos investigadores diseñaron celdas de vidrio que rellenaron de cristal líquido; en este caso, moléculas con forma de varilla que se comportan cómo un sólido en algunos aspectos y como un líquido en otros. En circunstancias especiales, si se les aplica una luz, los cristales líquidos comienzan a girar y moverse, siguiendo patrones que se repiten con el tiempo. Esta última característica es lo que más define a un cristal de tiempo.

Las bandas del nuevo cristal de tiempo vistas bajo un microscopio en un momento dado. (Foto: Zhao & Smalyukh, 2025, Nature Materials. CC BY-NC-ND 4.0)

Los cristales de tiempo pueden parecer extremadamente complejos, pero de hecho son solo una versión no espacial de los cristales naturales, como los diamantes o la sal de cocina.

Frank Wilczek, galardonado con un premio Nobel, fue quien propuso por vez primera la idea de los cristales de tiempo, en 2012. Podemos pensar en los cristales tradicionales como "cristales espaciales". Los átomos de carbono que componen un diamante, por ejemplo, forman un patrón reticular en el espacio que es muy difícil de descomponer. Wilczek se preguntó si sería posible construir un cristal con una organización similar, pero en el tiempo en vez de en el espacio. Incluso en su estado de reposo, los átomos en tal estado no formarían un patrón reticular, sino que se moverían o transformarían en un ciclo interminable, como un GIF que repite indefinidamente una secuencia de movimientos.

El concepto original de Wilczek resultó imposible de realizar, al menos en el sentido literal de la eternidad, pero, desde entonces, los científicos han creado fases de la materia que se aproximan bastante a la idea original, por lo que merecen ser llamadas cristales de tiempo.

En 2021, por ejemplo, unos físicos utilizaron la computadora cuántica Sycamore de Google para crear una red especial de átomos. Cuando el equipo sometió a esos átomos a un rayo láser, experimentaron fluctuaciones que se repetían.

Los cristales de tiempo del nuevo tipo inventados por Zhao y Smalyukh podrían tener varios usos.

Por ejemplo, los gobiernos podrían añadir estos materiales a los billetes para dificultar su falsificación. Cuando alguien quisiera saber si un billete es auténtico, le bastaría iluminar la "marca de agua del tiempo" y observar su patrón de movimientos.

Otra aplicación sería el almacenamiento de grandes cantidades de datos digitales. Esto se lograría apilando varios cristales de tiempo diferentes, con lo cual se consigue crear patrones aún más complicados, que pueden servir para dicho almacenamiento.

Zhao y Smalyukh exponen los detalles técnicos de su nueva clase de cristales de tiempo en la revista académica Nature Materials, bajo el título “Space-time crystals from particle-like topological solitons”. (Fuente: NCYT de Amazings)