Un equipo de científicos chinos ha creado un nuevo estado de la materia: cristales de tiempo que, a diferencia de los cristales comunes —que tienen patrones repetitivos en el espacio— exhiben patrones cíclicos en el tiempo.
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Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Nature Physics, marcando un hito en la física cuántica y abriendo nuevas posibilidades para la investigación y aplicación de cristales de tiempo en el futuro.
¿Qué significa que un cristal tenga patrones cíclicos en el tiempo?
Significa que sus átomos no solo están ordenados en una estructura espacial fija, sino que también se comportan de manera periódica en el tiempo.
Recordemos que un aspecto fundamental de la física clásica es la “flecha del tiempo”, que establece que el tiempo avanza en una sola dirección; sin embargo, los cristales de tiempo parecieran “doblar” esta flecha, mostrando un comportamiento temporal que desafía dicha noción. Esto abre un campo completamente nuevo de estudio sobre cómo entendemos el tiempo y la evolución de los sistemas físicos.
Funcionan a temperatura ambiente
Lo que hace este descubrimiento aún más impresionante es que los científicos lograron que estos cristales de tiempo funcionen a temperatura ambiente.
Y es que, tradicionalmente, para estudiar estados cuánticos avanzados es necesario enfriar los átomos hasta casi el cero absoluto. Esto requiere enormes cantidades de energía y puede causar la pérdida de átomos, reduciendo la durabilidad del sistema.
Al utilizar átomos de rubidio inflados a temperatura ambiente, los investigadores han eliminado la necesidad de enfriamiento extremo. Este avance no solo representa un ahorro de energía considerable, sino que también ofrece una mayor estabilidad y duración de estos cristales de tiempo.
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¿Cómo lo lograron?
El equipo utilizó átomos de Rydberg, estimulándolos hasta que sus electrones alcanzaron niveles de energía más alejados del núcleo. Este estado permite que los átomos se mantengan más separados, reduciendo sus interacciones y creando un sistema de muchos cuerpos que podría tener aplicaciones en computadoras cuánticas.
En sus experimentos, los científicos observaron que los átomos de rubidio mostraban un movimiento rítmico característico de los cristales de tiempo, todo esto en una celda de gas a temperatura ambiente. Este método demuestra una estabilidad significativamente mayor en comparación con las técnicas que requieren condiciones ultrafrías.
Este descubrimiento no solo desafía nuestros conceptos actuales de la física, sino que también promete revolucionar tecnologías futuras, especialmente en el ámbito de la computación cuántica.
