Crean nueva fase de la materia: el cristal de tiempo

Científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de Harvard, además de la Universidad de Maryland y la de Austin, Texas, han creado una fase de la materia bautizada como cristal de tiempo, en la que los átomos se mueven en un patrón que se repite en el tiempo, en lugar de hacerlo en el espacio.

Los hallazgos son publicados hoy en la revista Nature.

Los cristales se definen como materiales cuyos átomos están dispuestos en patrones tridimensionales que se repiten al interior de su estructura, como ocurre con los diamantes, por ejemplo.

No obstante, los átomos de un cristal de tiempo nunca alcanzan el equilibrio térmico, en que todos tienen la misma cantidad de calor, sino se mantienen en una fase de no equilibrio, una nueva y amplia clase de materia que solo existía en teoría hasta ahora. Con los cristales de tiempo, la exploración en este campo recién comienza. Algunos de los nuevos materiales que verían la luz tendrían propiedades especiales para el almacenamiento o trasmisión de información en computadoras cuánticas.

Andrew Potter, profesor asistente de física en la Universidad de Texas, señala: "Hemos tomado estas ideas teóricas que hemos estado buscando en los últimos dos años y realmente lo construimos en el laboratorio, con la esperanza de que este sea solo el primer ejemplo de éstos, con muchos más por venir".

El primer cristal de tiempo fue creado a partir de iones de yterbio. Aplicando el campo eléctrico correcto, los investigadores hicieron levitar 10 de estos iones, para luego golpearlos con un pulso de láser, haciéndolos girar de cabeza con cada golpe, a un ritmo regular para establecer un patrón de movimiento que se repita en el tiempo.

Dicho patrón se repitió a la mitad del ritmo establecido por los pulsos de láser, comportamiento cuántico predicho por el equipo en sus cálculos que ayudó a confirmar que el material obtenido era, en efecto, un cristal de tiempo.

Potter y su colega Norman Yao en UC Berkeley desarrollaron la receta para crear un cristal de tiempo y los métodos para comprobar la naturaleza del material, hallazgos recogidos en un trabajo teórico publicado en enero en la revista Physical Review Letters.

Un equipo liderado por Chris Monroe de la Universidad de Maryland en College Park construyó un cristal de tiempo, y Potter y Yao ayudaron a confirmar que de hecho tenía las propiedades que predijeron. La de este avance , es recogida por en Nature.

Un equipo liderado por Mikhail Lukin en la Universidad de Harvard creó posteriormente un segundo cristal un mes después del primer equipo, en ese caso, a partir de un diamante.