Cristales de Tiempo: Una Nueva Forma de Materia que Podría Cambiarlo Todo

Por: Dra. Amira Val Baker, Astrofísica de Resonance Science Foundation 

De todos los nombres que suenan a ciencia ficción que han surgido en los últimos años, quizá ninguno sea tan misterioso o aparentemente ficticio como el de cristales de tiempo. El nombre evoca algo entre Regreso al futuro y Donnie Darko, y la realidad es quizá más loca que cualquiera de las dos.

Dos grupos distintos de científicos han informado recientemente de que han observado cristales de tiempo, lo que da credibilidad a la idea de que este estado teórico de la materia es algo que los humanos pueden crear y observar realmente. Y, efectivamente, los cristales de tiempo pueden cultivarse en la habitación de un niño.

Sin embargo, se necesitan sensores nucleares y láseres para ayudar a los cristales de tiempo a alcanzar su máximo potencial y luego medirlos y observarlos. Esta combinación de términos científicos dramáticos y objetos sorprendentemente sencillos es una gran analogía para los cristales de tiempo en su conjunto.

Sigue leyendo para entender qué son y cómo pueden afectar a nuestra vida.

¿QUÉ SON LOS CRISTALES DE TIEMPO?


Los cristales de tiempo son sistemas de átomos que se organizan en el tiempo del mismo modo que los sólidos más tradicionales se cristalizan en el espacio. En caso de que tu cerebro no esté lo suficientemente enredado tratando de entender lo que eso significa, los dos grupos de científicos crearon estructuras radicalmente diferentes que ambas caen bajo la etiqueta de "cristales de tiempo."

Estos arreglos atómicos no son portales de viaje en el tiempo ni máquinas de Rube Goldberg infinitas, sino la aparición de un estado de la materia totalmente nuevo, independiente de los sólidos, líquidos y gases conocidos que componen nuestro universo.

El físico teórico del MIT Frank Wilczek propuso por primera vez la idea de los cristales de tiempo en 2012, planteando que si las propiedades cambian en el tiempo en lugar de en el espacio se podrían crear nuevos estados de la materia. Menos de seis años después, los dos grupos de científicos crearon cristales que parecen poseer propiedades similares a las que él propuso.

 

EN SERIO, ¿QUÉ SIGNIFICA ESTO?

Las leyes físicas giran en torno a las simetrías, que son momentos en los que una acción crea una reacción igual, independientemente del entorno. Esta es la física newtoniana básica, y una de las leyes fundamentales de cómo percibimos el universo. Un tronco ardiendo crea una cantidad de calor medible en función de la cantidad de masa disponible, una pelota que golpea una pared rebota en ella con la misma fuerza con la que la golpeó, menos las pérdidas por disipación, que podrían medirse en calor.

Wilczek se preguntaba si las moléculas podrían romper la simetría tradicional traducida al tiempo, que es la que regula las leyes responsables de la creación de los cristales. Los cristales tradicionales, como la sal y el cuarzo, son cristales tridimensionales y ordenados espacialmente. Sus átomos están dispuestos en un sistema predecible y repetitivo.

Los cristales de tiempo, en cambio, son diferentes a nivel atómico. Sus átomos giran periódicamente, cambiando de dirección cuando una fuerza pulsante los hace girar. Literalmente, los cristales de tiempo "hacen tictac" como un viejo reloj de pie, y sus átomos giran con una frecuencia periódica constante.

Pero no es por eso por lo que reciben el nombre de cristal del tiempo: el nombre proviene del hecho de que la estructura atómica de los cristales se repite en el tiempo, por lo que parecen oscilar a frecuencias fijas. Los cristales de tiempo nunca encuentran el equilibrio como lo hacen un diamante o un rubí, por lo que ahora se consideran uno de los pocos ejemplos de materia no equilibrada que conocen los científicos.

CRISTALES DE TIEMPO EN EL MUNDO REAL

Probablemente se pregunte qué aspecto tienen los cristales de tiempo, si reconocería uno si lo viera y qué van a hacer exactamente por nosotros. Lo más importante es entender que los cristales de tiempo sólo existen fundamentalmente en circunstancias limitadas de laboratorio, sobre todo cuando los científicos les dan un empujón para poner en marcha su oscilación.

Una vez que oscilan, parece que los cristales de tiempo reverberan indefinidamente. Y el experimento del grupo de Harvard produjo un cristal que, una vez activado, brillaba como resultado de sus reverberaciones periódicas de energía.

El equipo de Yale que descubrió los cristales de tiempo los encontró dentro de un sorprendente conjunto de materia: los cristales de fosfato monoamónico (MAP). Estos cristales son extraordinariamente fáciles de cultivar y a menudo se incluyen en los juegos de cultivo de cristales para niños.

Un estudiante tenía cristales de MAP en el laboratorio para un experimento diferente cuando el equipo de cristales de tiempo decidió buscar la firma de un cristal de tiempo discreto utilizando la resonancia magnética nuclear. El científico de Yale Research, Sean Barrett, resumió con ironía: "Nuestro trabajo sugiere que la firma de un DTC podría encontrarse, en principio, buscando en un kit de cultivo de cristales para niños".

Este descubrimiento de cristales de tiempo en un lugar sencillo y tremendamente inesperado plantea cuestiones fundamentales sobre cómo se forman los cristales de tiempo y qué estados de la materia podrían existir en el tiempo dentro de la materia existente observada en el espacio. La amplitud y riqueza de las fases de la materia en el universo es, aparentemente, aún mayor de lo que entendíamos anteriormente.

Y estas fases, que pueden no ser observables con los cinco sentidos tradicionales pero que son sorprendentemente aparentes cuando se miden con herramientas que pueden percibir las oscilaciones atómicas, podrían ser mucho más comunes de lo que Wilczek jamás imaginó cuando propuso por primera vez su teoría.

Al añadir pulsos de láser o microondas a objetos aparentemente sólidos, es muy posible que descubramos estas oscilaciones constantes en la materia atómica de todo el universo, y algunas formas de cristales de tiempo podrían ser fácilmente más dramáticas que las que se han observado hasta ahora.

FUTURAS APLICACIONES


Los científicos creen que el estudio de los cristales de tiempo y el perfeccionamiento de nuestra comprensión de los mismos permitirán avances en la potencia y la precisión de los relojes atómicos, los giroscopios y los magnetómetros, así como nuevos avances en la forma de construir posibles tecnologías cuánticas.

La promesa de utilizar sistemas cuánticos estables a temperaturas de funcionamiento mucho más elevadas que las que podemos alcanzar actualmente podría ser el último empujón necesario para hacer realidad la informática cuántica, que es algo realmente importante. El Departamento de Defensa de Estados Unidos anunció un programa de financiación para investigar más aplicaciones potenciales de los cristales de tiempo, ya que la computación cuántica es uno de los horizontes tecnológicos más prometedores en la era de la informática.

El descubrimiento de los cristales de tiempo también requiere la reevaluación de algunas teorías y conocimientos existentes, ya que parece sugerir que existen fases de la materia más allá de lo que actualmente entendemos. Hay algunas aplicaciones potenciales de los cristales de tiempo que son incluso más de ciencia ficción de lo que su nombre indica, pero a diferencia de muchos avances que suenan a futuristas, los cristales de tiempo ya existen en más de una forma y han sido confirmados en estudios revisados por múltiples equipos de investigación universitarios.

CONCLUSIÓN

Sí, los cristales de tiempo parecen sacados de una novela de ciencia ficción. Pero cuanto más entendemos su funcionamiento, más comprendemos su potencial.

A medida que nos acercamos a las limitaciones del número de transistores que pueden incluirse físicamente en un microchip, los cristales de tiempo pueden ser la solución que abra métodos de computación radicalmente nuevos.

Lo que está claro es que cuanto más miramos en la "bola de cristal" de los cristales del tiempo, más prometedor parece el futuro.

Escritora invitada: Anna Kucirkova
Este artículo también se publicó en https://www.iqsdirectory.com/resources/time-crystals-a-new-form-of-matter-that-could-change-everything/

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