Descubren partículas que desafían la tercera ley de Newton

Los cristales de tiempo, conjuntos de partículas que se mueven de un lado a otro en ciclos repetitivos siguiendo una pauta de tiempo específica, como el tictac de un reloj clásico, fueron teorizados por primera vez y posteriormente descubiertos hace aproximadamente una década. Aunque todavía no hay aplicaciones comerciales para esta intrigante forma de materia, estos cristales son muy prometedores como base para futuros avances en computación cuántica y en el almacenamiento de datos, entre otros posibles usos.

A lo largo de los años, se han observado diferentes tipos de cristales de tiempo, con propiedades distintas.

Mia Morrell, Leela Elliott y David Grier, de la Universidad de Nueva York en Estados Unidos, han observado ahora un nuevo tipo de cristal de tiempo: uno cuyas partículas levitan sobre un colchón de sonido mientras interactúan entre sí mediante el intercambio de ondas sonoras. Estos cristales de tiempo, que pueden verse a simple vista, están suspendidos en el aire por el efecto de las vibraciones de sonido generadas mediante un dispositivo portátil.

Mientras levitan, estas partículas desafían la tercera ley de Newton sobre el movimiento (ley de acción y reacción), que establece que por cada acción de un objeto se produce una reacción igual y opuesta; esto significa que las fuerzas siempre se producen en pares equilibrados (es decir, de igual magnitud y dirección opuesta).

Contradiciendo esta ley de la física, el descubrimiento de Morrell y sus colegas demuestra que las partículas o bolitas de esa nueva clase de cristal de tiempo interactúan de forma más independiente y no están necesariamente ligadas a fuerzas equilibradas; se mueven de forma no recíproca.

Conjunto de pares de bolitas milimétricas que forman un cristal de tiempo durante aproximadamente un tercio de segundo. Los colores representan la interacción entre las bolitas en diferentes etapas durante este lapso de tiempo. (Imagen: NYU's Center for Soft Matter Research)

Este hallazgo insólito amplía las perspectivas que estos cristales ofrecen para avances tecnológicos futuros, en áreas que hoy casi ni podemos imaginar.

Morrell y sus colegas exponen los detalles técnicos de la composición y conducta de la nueva clase de cristal de tiempo en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Nonreciprocal Wave-Mediated Interactions Power a Classical Time Crystal”. (Fuente: NCYT de Amazings)