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Encontrados indicios de un cristal de tiempo

Los físicos de Yale han descubierto indicios de un cristal del tiempo -una estructura cristalina que ha "tic-tac" cuando se expone a un pulso electromagnético- en el último lugar que esperaban: un cristal que podría encontrarse en el juguete de un niño.

El descubrimiento significa que ahora hay nuevos rompecabezas que resolver, en términos de cómo se forman los cristales de tiempo en primer lugar.

Pero, ¿qué es un cristal de tiempo?

El término que nos puede sonar a ciencia ficción, de "cristal de tiempo", está ligado a un profundo grado de mecánica cuantica. Una formal fácil de describir algo mucho más complejo.

Dos grupos de científicos consiguieron observar sistema de cristales diferente a los visto hasta hora, éxoticos sistemas de átomos que se ordenaban en el tiempo, como los materiales lo hacen el el espacio. Un extraordinario comportamiento que arroja una nueva luz sobre todo un abanico de nuevos materiales con propiedades diferentes a las de cualquier sólido, líquido o gas que se haya visto hasta ahora.

Los cristales de tiempo, que fueron identificados por primera vez en 2016, son critales cuyos átomos giran periódicamente, primero en una dirección y luego en otra, como si una fuerza intermitente se aplicara para voltearlos. Ese es el "tictac". Además, el tic-tac de un cristal de tiempo se bloquea en una frecuencia particular, incluso cuando los pulsos son imperfectos.

Revolución en aplicaciones

Los científicos dicen que la comprensión de los cristales de tiempo puede conducir a mejoras en los relojes atómicos, giróscopos y magnetómetros, así como a la ayuda en la construcción de tecnologías cuánticas potenciales. El Departamento de Defensa de EE.UU. anunció recientemente un programa para financiar más investigación en sistemas de cristal de tiempo.

El estudio

Los investigadores de Yale Jared Rovny, Robert Blum y Sean Barrett han sido los descubridores de este hallazgo.

Los nuevos hallazgos de Yale se describen en un par de estudios, uno en Cartas de Revisión Física y el otro en Revisión Física B. Los estudios representan el segundo experimento conocido que observa una firma reveladora de un cristal de tiempo discreto (DTC) en un sólido. Experimentos previos llevaron a una oleada de atención mediática el año pasado.

"Decidimos buscar la firma del DTC nosotros mismos", dijo el profesor de física de Yale Sean Barrett, investigador principal de los dos nuevos estudios. "Mi estudiante Jared Rovny había cultivado cristales de fosfato monoamónico (MAP) para un experimento completamente diferente, así que tuvimos uno en nuestro laboratorio."

Los cristales MAP se consideran tan fáciles de cultivar que a veces se incluyen en kits de cultivo de cristales dirigidos a los más jóvenes. Sería algo inusual encontrar una firma de cristal de tiempo dentro de un cristal MAP, explicó Barrett, porque se pensaba que los cristales de tiempo se formaban en el interir de cristales con más "desorden" interno.

Los investigadores usaron resonancia magnética nuclear (RMN) para buscar una firma de DTC - y rápidamente la encontraron. "Nuestras medidas de cristal parecían bastante llamativas desde el principio", dijo Barrett. "Nuestro trabajo sugiere que la firma de un DTC podría encontrarse, en principio, buscando en un kit de cultivo de cristal para niños."

También pasó otra cosa inesperada. "Nos dimos cuenta de que el solo hecho de encontrar la firma de DTC no probaba necesariamente que el sistema tuviera una memoria cuántica de cómo llegó a ser", dijo el estudiante de postgrado de Yale Robert Blum, coautor de los estudios. "Esto nos impulsó a probar un 'eco' cristal de tiempo, que reveló la consistencia oculta, u orden cuántico, dentro del sistema", añadió Rovny, también estudiante graduado de Yale y autor principal de los estudios.

Barrett señaló que los resultados de su equipo, combinados con experimentos anteriores, "presentan un rompecabezas" para los teóricos que intentan entender cómo se forman los cristales de tiempo.

"Es demasiado pronto para decir cuál será la resolución de la teoría actual de los cristales de tiempo disociado, pero la gente trabajará en esta cuestión al menos durante los próximos años", dijo Barrett.

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