Ciencia

Ciencia: ¿qué son los cristales del tiempo?

Son una forma de la materia, que tiene unas propiedades muy extrañas

La simple frase “cristales del tiempo” parece salida de una historia de ciencia ficción, no de una lección de física universitaria.

Pero justamente de ahí es donde viene justamente ese concepto. La idea inicial la propuso Frank Wilczek, premio Nobel de Física 2004 y profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts, MIT.

Mientras daba una clase sobre la simetría de los cristales, Wilczek tuvo la idea de extender la periodicidad y el orden que tiene un cristal a una dimensión más: el tiempo.

Haciendo esto no solamente surgió la idea de cristales del tiempo, sino que también se vieron las implicaciones que podría tener este extraño estado de la materia.

Sólidos, líquidos y gases

La materia que nos rodea puede presentarse en muchas formas, que llamamos estados de agregación.

Aunque existen muchos más, estamos más familiarizados con tres de esos estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.

A nuestro alrededor podemos encontrar muchos ejemplos de materia en alguno de esos estados: la gasolina que usan nuestros vehículos es líquida, el suelo que pisamos es sólido, el aire que respiramos es gaseoso.

Y también hay un material que nos parece común encontrarlo en cualquiera de sus tres estados: el agua.

En la Tierra el agua líquida es muy común, pero también es fácil encontrar agua sólida: ya sea como granizo o hielo en los glaciares. Y no olvidemos al agua gaseosa: la que se evapora todo el tiempo y queda en la atmósfera aunque no la veamos y que luego se condensa dando lugar a la lluvia.

Todo eso que forma parte del ciclo del agua, no son sino las transformaciones entre estados o cambios de estado de agregación.

Los cambios de estado implican un intercambio de energía del material con sus alrededores: sabemos que para evaporar el agua debemos calentarla. Pero también sabemos que mientras no le demos energía, el paso del tiempo en sí mismo no la afectará.

Esto es así, pues los estados de la materia “convencionales” tienen simetría en el tiempo, que es la manera elegante de decir que el tiempo no tiene nada que ver con las leyes de la física que determinan si algo es sólido, líquido o gas.

Cristales del tiempo

Los estados de agregación son diferentes entre sí, porque en cada uno las partículas que forman a un material se acomodan diferente. 

Para los estados “convencionales” de la materia los acomodos dependen de la energía de las partículas.

Cuando Wilczek planteó los cristales del tiempo, propuso que sus acomodos dependerían del tiempo, no de la energía.

Esa idea inicial implicaba que los cristales del tiempo podían oscilar infinitamente entre un acomodo y otro, pero sin un gasto energético.


Y aunque este sea un estado de la materia muy extraño, no puede evadir las leyes de la física, específicamente la segunda ley de la termodinámica, que de manera general nos dice que nada en el Universo puede funcionar eternamente sin pagar las consecuencias. Es decir sin tener un gasto energético: es lo que impide la existencia de máquinas de movimiento perpetuo.

Así que aunque los cristales del tiempo sonaban muy bien como idea hipotética, parecía que no podían existir. 

Sin embargo sí existen: en el último mes dos grupos de investigación independientes, publicaron resultados relacionados con los cristales del tiempo.

Una colaboración entre físicos de Google y varias universidades como Princeton y Stanford logró la observación de algo que podría considerarse un cristal del tiempo, dentro de una computadora cuántica.

También un grupo de investigación de Berkeley, publicó un artículo científico en el que se hizo una simulación del comportamiento de un cristal del tiempo, con lo que se tienen más evidencias de que su existencia física es posible.

Conocer estados de las materia tan exóticos, podría parecer de poca utilidad para nuestra vida cotidiana, pero sin duda es muy interesante saber que cuando la ciencia parece alcanzar sus fronteras siempre las empuja un poco más, en el espacio y en el tiempo.

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