Los cristales temporales siguen un patrón, como los cristales comunes, pero en vez de en el espacio, lo hacen en el tiempo, en un nuevo estado de la materia
Hay momentos en que los titulares de ciencia suenan a un cuento de Gabriel García Márquez o Borges. O a una nueva saga de Marvel. Son momentos que todo científico sueña. Ese instante en que la observación de lo real equipara las fabulaciones más sicodélicas. Sucedió cuando descubrimos los fractales, cuando se escindió el átomo, o cuando nos acercamos un poco más en el horizonte de eventos de un agujero negro, desafiando todo límite mental. Instantes en que el lenguaje de lo real parece más fabuloso que el inventado.
Un momento «mágico» así es lo que sucede cuando se habla de los cristales temporales, propuestos conceptualmente en 2012, descubiertos en 2016 y mejor observados ahora, en este año 2020. Pero sin dudas, materiales tan maravillosos como difíciles de entender. Por ello ahora, que recién se descubre cómo interactúan entre sí, es necesario intentar comprender mejor esta maravilla física.
Los cristales comunes nos han resultado siempre fascinantes. Desde sus efectos sobre la luz, sus estructuras simétricas, y los hermosos patrones que los componen, hasta su belleza como joyas, ellos han motivado la observación científica desde siglos atrás.
En el XIX, clasificarlos y comprender sus efectos luminiscentes implicó progresos en matemáticas y física. Y ya en la centuria del XX, el estudio de la teoría cuántica que describe el comportamiento de los electrones en los cristales encauzó hacia la electrónica de semiconductores y a los teléfonos inteligentes.
Pero cuando creíamos saberlo todo sobre los cristales, desde los que se forman en copos de nieve hasta los industriales, nuestra comprensión de ellos se expande nuevamente este 2020, gracias a uno de los principios que se derivan de la teoría de la relatividad de Albert Einstein: el espacio y el tiempo están íntimamente conectados al mismo nivel. Sobre esa base, hemos llegado a descubrir que los cristales no solo guardan propiedades de simetría en el espacio, sino que también hay una especie de ellos que presenta propiedades análogas… pero ¡en el tiempo!
Nos explicamos. Un cristal estándar está compuesto de átomos dispuestos en un patrón que se repite regularmente en el espacio. Los cristales de tiempo también cuentan con un patrón que se repite sin cesar, pero en este caso no es a través del espacio sino a través del tiempo.
Planteados por primera vez en el marco de una teoría de 2012 por el Premio Nobel Frank Wilczek e identificados en 2016, los cristales temporales exhiben la extraña propiedad de estar en movimiento constante en el tiempo, sin ninguna influencia externa directa que pudiera generar esa conducta. Esta propiedad es llamada «simetría» en la física.
Sus átomos oscilan constantemente, giran o se mueven primero en una dirección y luego en la otra, sin detenerse, formando una estructura temporal. Un nuevo estado de la materia, describe el sitio científico NYCT. Esto estaba ya descubierto, pero ahora, por primera vez, se ha conseguido observar la interacción entre dos cristales de tiempo, un hito que es obra del equipo internacional de Samuli Autti, de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido, junto a científicos de la Universidad de Yale en Estados Unidos, la Royal Holloway de Londres en el Reino Unido y la de Aalto en Finlandia. Un equipo que ha sentido que jugaba con un caleidoscopio mientras descubría esta maravilla física.
Autti y sus colegas observaron cristales de tiempo con un experimento que también suena a película de ciencia ficción o a un poema ciberpunk. Usando helio-3, un isótopo raro de helio con un neutrón de menos, los científicos enfriaron el helio-3 superfluido hasta una décima de milésima de grado sobre el cero absoluto, la temperatura más fría que permiten las leyes de la física (273,15 grados centígrados bajo cero). Luego, crearon entonces dos cristales de tiempo dentro del superfluido, y les permitieron tocarse, para así observar por primera vez su modo de interactuar, intercambiando partículas constituyentes, un fenómeno conocido como «efecto Josephson».
Antes de que cierre el diario pensando que esto suena muy bonito pero es muy poco práctico, tendremos que mencionarle que el nuevo descubrimiento puede generar avances en campos tan cruciales como la computación cuántica, y el ajuste de los relojes atómicos, los más precisos jamás logrados en el planeta.
Sí. Los cristales de tiempo tienen un gran potencial para varias aplicaciones. En el ajuste de esos complejos relojes que mantienen el recuento del paso del tiempo más exacto que la especie humana serán cruciales, pero además, para mejorar dispositivos como los giroscopios y los sistemas que dependen de esos relojes atómicos, como el GPS, es esencial haber descubierto su comportamiento.
Estos nuevos secretos también son esenciales para ayudar al avance de la naciente computación cuántica, como mencionábamos, porque los cristales de tiempo permanecen de por sí intactos (coherentes, en el lenguaje de la física) en entornos con condiciones variables. Y la permanencia de la coherencia es fundamental para la computación cuántica, pues constituye actualmente la principal dificultad que impide un desarrollo mayor de esos potentes ordenadores.
Los cristales temporales han sido un misterio maravilloso desde su teorización en 2012. Foto: cienciaeinvestigación.com
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