Los cristales de tiempo pueden existir a temperatura ambiente, en un sistema que no está aislado de su entorno. Los científicos lo han demostrado por primera vez. Esto acerca las aplicaciones en el "mundo real".
La mayoría de la gente tiene una idea de lo que son los cristales. Los encuentras en tu cocina en forma de cristales de sal y azúcar. O tal vez piense en un diamante o una amatista. En estos cristales, las partículas que los componen están dispuestas en un patrón regular en el espacio. La sal de mesa, por ejemplo, se compone de cubos bien apilados. Los cristales de este tipo también se denominan cristales espaciales.
En 2012, el físico Frank Wilczek propuso estructuras cristalinas que no forman un patrón en el espacio, sino en el tiempo. Estos llamados cristales de tiempo no son átomos dispuestos regularmente, sino partículas que realizan movimientos regulares y repetitivos.
No es necesario añadir energía para mantener esos cristales de tiempo. Solo necesitas energía para ponerlos en marcha, luego pueden seguir moviéndose por sí solos para siempre. Esto es más que una idea descabellada de Wilczek. La existencia de los cristales de tiempo se ha demostrado desde entonces en experimentos.
Cristales de tiempo aislados
Estos primeros experimentos se llevaron a cabo en sistemas aislados (generalmente a una temperatura extremadamente baja) para evitar las perturbaciones del exterior. Esto dio lugar a complejos montajes experimentales, con grandes mesas llenas de láseres y equipos electrónicos y de vacío.
Los científicos trabajan ahora en montajes drásticamente simplificados para que los cristales de tiempo puedan existir fuera de un laboratorio especializado. Esto es necesario para poder aplicarlos, por ejemplo, a la futura tecnología cuántica, como los ordenadores cuánticos, o a la medición precisa del tiempo.
Tiempo de cristal a temperatura ambiente
Un grupo de investigación con científicos estadounidenses y polacos ha dado ahora un paso importante. "Si tu sistema experimental tiene intercambios de energía con su entorno (por ejemplo, en forma de calor), eso puede alterar el movimiento ordenado y regular", afirma el autor principal, Hossein Taheri, de la Universidad de California en Riverside. "En nuestra configuración, el sistema encuentra un equilibrio entre la ganancia y la pérdida de energía para crear y mantener los cristales de tiempo".
Los detalles técnicos
El montaje consiste en un resonador óptico en forma de disco, hecho de fluoruro de magnesio, con un diámetro de dos milímetros. Los investigadores apuntan a dos láseres de diferentes frecuencias. Esto genera una serie de solitones ópticos en el resonador. Un solitón es una onda autónoma que puede recorrer largas distancias sin cambiar de forma. Los solitones se desplazan por el borde del resonador y son mantenidos por los dos láseres. Si el conjunto está bien afinado, puede formarse un cristal de tiempo óptico en el sistema.
Los investigadores han demostrado que su sistema sufre poco las perturbaciones externas y se mantiene estable durante mucho tiempo.
Creo que esta publicación describe un avance muy importante en la investigación experimental de los cristales de tiempo", señala Peter Hannaford, de la Universidad australiana de Swinburne. El experimento funciona a temperatura ambiente y puede reducirse a un chip de ordenador y simplificarse para aplicaciones del mundo real". Este desarrollo significa que los cristales de tiempo pueden salir por fin de su entorno de laboratorio, seguro pero complejo.