Sociedad

Físicos encuentran signos de un cristal de tiempo

Madrid, Europa Press
3/may/18 9:57 AM
eldia.es

Madrid, Europa Press Físicos de Yale han descubierto indicios de un cristal de tiempo, --una forma de materia que 'marca' cuando se expone a un pulso electromagnético--, en un cristal de cultivo usado en kits para niños.

El descubrimiento, insólito por el lugar donde se ha encontrado, significa que ahora hay nuevos rompecabezas por resolver, en términos de cómo se forman, en primer lugar, los cristales de tiempo.

Cristales ordinarios como la sal o el cuarzo son ejemplos de cristales espaciales ordenados tridimensionales. Sus átomos están dispuestos en un sistema repetitivo, algo que los científicos han sabido desde hace un siglo.

Los cristales de tiempo, identificados por primera vez en 2016, son diferentes. Sus átomos giran periódicamente, primero en una dirección y luego en otra, cuando se usa una fuerza pulsátil para voltearlos. Ese es el 'tic'. Además, el tic-tac de un cristal de tiempo se bloquea a una frecuencia particular, incluso cuando los impulsos de inversión son imperfectos.

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

Los nuevos hallazgos de Yale se describen en un par de estudios, uno en 'Physical Review Letters' y el otro en 'Physical Review B'. Los estudios representan el segundo experimento conocido que observa una firma reveladora para un cristal de tiempo discreto (DTC) en un sólido. Experimentos previos ya llamaron la atención en el último año.

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

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

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

Otra cosa inesperada sucedió también. "Nos dimos cuenta de que encontrar la firma de DTC no probaba necesariamente que el sistema tenía una memoria cuántica de cómo llegó a ser", afirma el estudiante de posgrado de Yale Robert Blum, coautor de los estudios.

"Esto nos estimuló a probar un 'eco' de cristal de tiempo, que reveló la coherencia oculta, o el orden cuántico, dentro del sistema", agrega Rovny, también estudiante de posgrado de Yale y autor principal de los estudios.

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

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