Las rejillas de cristal son rejillas en el espacio ¿Eso también funciona a tiempo? Un cristal de tiempo en este sentido no sería una especie de tiempo cristalizado, sino más bien estructuras materiales que se dan cuenta en el tiempo exactamente de lo que es el caso de los cristales en términos espaciales: que las estructuras se repiten en ciertos intervalos constantes.
¿QUÉ ES UN CRISTAL DEL TIEMPO?
Por supuesto que existe tal cosa, muchos dirán ahora. Estos son procesos que se repiten a intervalos de tiempo constantes, es decir, procesos periódicos, y esas cosas son bien conocidas: cada tic-tac sería un cristal de tiempo, cada planeta en círculos, cada corazón latiendo.
Pero a los físicos les resulta difícil aceptar tal uso. Además de la periodicidad, los cristales espaciales tienen algo más que no está presente en los relojes o corazones: su cuadrícula periódica es el estado con la energía más baja, el estado básico. No es necesario agregar energía para que una red de cristal siga siendo una red de cristal.
Los relojes o corazones, por otro lado, siempre oscilan mientras consumen energía, e incluso los planetas pierden constantemente algo de energía al dar vueltas, aunque solo sea a través de la emisión de rayos gravitacionales extremadamente débiles.
Además, todas estas son estructuras compuestas complejas y no lo que los físicos llamarían estados fundamentales de la materia. Si algo es complejo, entonces es química o biología», dice Frank Wilzcek, premio Nobel de física del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), «pero no física.
SE ROMPE UNA SIMETRÍA
En principio simple (y por lo tanto físico) es el sistema modelo que Wilczek publicó en 2012 y que muestra una periodicidad en el tiempo y al mismo tiempo permanece en el estado fundamental.
Si algo así se pudiera realizar en el laboratorio, tendrías un cristal de tiempo. El final fue sensacional, porque esto equivaldría a una ruptura espontánea de la llamada simetría de traslación temporal: donde esta simetría está intacta, la física de un proceso no cambia si se mira un intervalo de tiempo más tarde en lugar de ahora.
Es una de las simetrías más importantes de todas. Como demostró la matemática alemana Emmy Noether en 1918, es la razón detrás del principio de conservación de la energía, y además es una condición de posibilidad de la ciencia empírica: asegura que algo correcto sobre el mundo pueda inferirse de un observación en un momento posterior.
Esto no está en peligro por la teoría de Wilzcek, porque en su modelo la simetría no está ausente, solo rota. Es como cuando una sal cristaliza en el caso espacial: en primer lugar, solo existe la solución salina en la que ninguna dirección espacial es de ninguna manera especial. Obviamente, hay simetría.
Sin embargo, después de la cristalización, de repente se identifican ciertas direcciones, a saber, aquellas a lo largo de los planos reticulares del cristal de sal que se ha formado.
De la misma manera, en el sistema modelo de Wilzcek, ciertas secciones discretas se marcan espontáneamente en el momento en que un sistema comienza a latir espontáneamente.
Para todo lo que tiene que ver con el sistema, todos los puntos en el tiempo ya no son iguales, porque los pulsos marcan los individuales como especiales: la simetría de traslación del tiempo se rompe.
LOS FÍSICOS CULTIVAN CRISTALES DE TIEMPO, PERO ¿QUÉ SE SUPONE QUE ES ESO?
Además de los estados físicos clásicos de forma sólida, líquida y gaseosa, ahora existe otro estado físico no clásico: el cristal del tiempo. De todos modos, ¿qué es y qué significa?
El mes pasado, un equipo de físicos de la Universidad de California en Berkeley, dirigido por Norman Yao, creó un diseño para un nuevo estado de la materia llamado cristal del tiempo.
El trabajo, publicado por Physical Review Letters, convirtió una construcción conceptual bastante loca en una guía pragmática para hacer un cristal de tiempo en el laboratorio.
Después de que se publicara un estudio preliminar el año pasado, investigadores de la Universidad de Maryland y la Universidad de Harvard siguieron la receta e hicieron sus propios cristales de tiempo. Para hacer esto, solo necesitaban dos herramientas: láser e iones atrapados.
Un cristal de tiempo no es un objeto que puedas sostener en tu mano. Tampoco puedes hacerlos tú mismo con un poco de sal y un vaso de agua. Desafortunadamente. Durante mucho tiempo, el concepto de cristales de tiempo solo existió como una curiosidad matemática sobre el papel. Solo ahora se han implementado realmente los cristales de tiempo en forma física (cuántica) en un laboratorio.
Los cristales de tiempo son un asunto increíblemente complicado y no son realmente relevantes para el 99 por ciento de la población (al menos por ahora). Entonces, a pesar de la importancia de este avance científico, probablemente no hayas escuchado mucho sobre él.
Después de las pacientes explicaciones de los físicos, ahora he hecho todo lo posible por empaquetar la esencia de los cristales del tiempo en una explicación simple pero, con suerte, precisa para todos nosotros.
¿POR QUÉ DEBERÍA UNO SIQUIERA PREOCUPARSE POR LOS CRISTALES DE TIEMPO?
Bueno, como dije antes, este avance es un hito. Después de todo, las instrucciones prácticas para producir un estado físico completamente nuevo no se escriben todos los días, un estado físico que no es sólido, líquido ni gaseoso.
En el futuro, los cristales de tiempo también jugarán un papel importante en la tecnología. Por ejemplo, podrían formar la base de las unidades de almacenamiento de poderosas computadoras cuánticas.
Incluso los físicos no pueden captar todo el potencial de los cristales de tiempo, y eso es lo que hace que todo sea tan emocionante.
