Los cristales de tiempo son un nuevo tipo de fase de la materia que se propuso por primera vez en 2016. Un cristal de tiempo es similar a un cristal ordinario -que se conoce desde la antigüedad- en el sentido de que ambos tienen patrones repetitivos estáticos llamados «períodos». Sin embargo, en un cristal normal el patrón permanece fijo, mientras que en un cristal de tiempo el patrón sigue oscilando o resonando en momentos específicos.
Por ejemplo, si tuviéramos un cuenco de hielo con agua y amoníaco sería un cristal normal porque la disposición de las moléculas es fija; sin embargo, si añadiéramos calor o sal se convertiría en un cristal temporal inestable. Los cristales de tiempo no sólo rompen esta disposición estándar, sino que también rompen otra regla llamada «simetría cronológica», que establece que no puede haber un punto final en el que algo vuelva a empezar.
En otras palabras, no se puede tener el principio y el final de algo al mismo tiempo porque sería como si volviera a empezar desde el principio. Los cristales de tiempo rompen esta regla al tener el principio y el final simultáneamente. Por eso se les llama cristales de «tiempo», así como un cuarto tipo de fase de la materia más allá de la sólida, la líquida o la gaseosa.
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¿Cómo funcionan los cristales de tiempo?
La oscilación de un cristal de tiempo se produce cuando se encuentra en un déficit energético. Esto significa que los cristales toman energía del entorno que los rodea para llenar el vacío de energía entre donde están y donde necesitan estar. A continuación, esta energía se devuelve al exterior. La oscilación de los cristales del tiempo es similar a la rotación de un péndulo, pero nunca puede llegar a estar en reposo porque siempre hay una pequeña cantidad de energía fluyendo a través de él. Por ello, la oscilación de un cristal del tiempo cambia el entorno que lo rodea. Así es como realmente «hace» el tiempo. La oscilación de los cristales de tiempo se produce a una frecuencia específica. La frecuencia a la que oscilan determina la cantidad de energía que toman y la que emiten. La frecuencia específica de un cristal de tiempo es la forma en que crea un patrón que es lo suficientemente estable como para ser llamado un cristal.
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¿Cuáles son las propiedades de un cristal de tiempo?
Las propiedades más destacadas de estos cristales del tiempo son las siguientes:
- Estabilidad: Un cristal de tiempo siempre tendrá el mismo patrón independientemente de las condiciones del entorno. Esto significa que si ponemos un cristal de tiempo en un entorno diferente, seguirá teniendo un patrón establecido.
- Universalidad: El mismo cristal de tiempo tendrá el mismo patrón en muchos sistemas diferentes. Esto se debe a que el patrón del cristal no está determinado por las condiciones del entorno, sino por su oscilación interna.
- Homogeneidad: El patrón de los cristales de tiempo es el mismo en todo el material. Esto significa que cada átomo del cristal tiene el mismo patrón que todos los demás átomos del cristal. La homogeneidad es una propiedad de los cristales normales, pero no de los cristales de tiempo.
¿Por qué crear un cristal del tiempo?
En realidad es una pregunta muy extraña porque nadie lo sabe, pero sí sabemos que son interesantes de estudiar. Los cristales de tiempo son un descubrimiento relativamente nuevo en el campo de la física, y fueron propuestos en 2016 por dos grupos de físicos. Al primer grupo, dirigido por Frank Wilczek en el MIT, se le ocurrió la idea de un cristal de tiempo mientras pensaban en formas de crear una «simetría rota» que rompiera las reglas de la física tal y como las conocemos. El segundo grupo, dirigido por Phil W. Anderson, de la Universidad de Texas en Austin, sugirió que un cristal de tiempo es un ejemplo de simetría rota.
¿Es posible un cristal de tiempo?
Los cristales de tiempo son estados de la materia muy inusuales, pero son posibles. Hay varias maneras de crear un cristal de tiempo, pero el enfoque más sencillo es tomar un cristal normal, como un diamante, y añadir una pequeña cantidad de desorden a su vibración atómica para crear una «retroalimentación interna». En ese caso, el cristal oscilará con una frecuencia específica y emitirá energía constante. La retroalimentación interna crea un patrón lo suficientemente estable como para ser llamado un cristal de tiempo. Hay otras formas de fabricar un cristal de tiempo, pero son menos sencillas. Se puede hacer un cristal de tiempo poniendo un cristal normal en un campo electromagnético fuerte. Este campo hará que los átomos del cristal vibren, y si el campo tiene la frecuencia adecuada, los átomos oscilarán de forma que se cree una «simetría rota». Es decir, sus vibraciones crearán un flujo de energía que no se puede describir matemáticamente. Este flujo crea un patrón que es lo suficientemente estable como para ser llamado un cristal de tiempo.
Google lo logra
Según Google, el descubrimiento de los cristales de tiempo va en contra de uno de los primeros principios de la física de Isaac Newton y podría revolucionar la informática cuántica. Esto parece el título de una serie de ciencia ficción. Es tan sorprendente que incluso Google no está seguro de que su propio descubrimiento sea genuino.
Un ordenador cuántico creado por Google y un grupo de investigadores de Princeton, Stanford y otras universidades ha conseguido crear un Cristal del Tiempo. Ni siquiera saben si es real, como explica BGR.
Según la Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia, los Cristales del Tiempo no pueden existir. Esta Ley afirma que «un objeto en reposo tiende a estar en reposo, y uno en movimiento tiende a estar en movimiento«. Es decir, los objetos mantienen su estado salvo que se aplique una fuerza o energía en otra dirección. Aunque no hay que olvidar que esto es física clásica, y en la física cuántica todo varía.
Se ha observado que el Cristal del Tiempo de Google puede cambiar de estado sin energía, de forma similar a como se describe en el artículo de la revista Quanta. Para una explicación científica, véase el artículo de la Universidad de Cornell o el sitio web de Quanta Magazine.
Google afirma haber creado uno, un nuevo tipo de cristal sobre el que se ha especulado durante años. Ni siquiera los propios investigadores están seguros de que el descubrimiento sea genuino, ya que el concepto es muy fresco e innovador. Los cubits, estados cuánticos que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo, se utilizan en los ordenadores cuánticos que están a nivel subatómico.
Por desgracia, no podemos manejar, leer o mantener estables los cubits. Pero los cubits se convertirían en estados cuánticos que cambian constantemente sin consumir energía si utilizamos cristales de tiempo. Este descubrimiento tiene importantes implicaciones tanto en la ciencia computacional como en la física fundamental. Los investigadores que supuestamente han creado el Cristal del Tiempo no están seguros de que sea auténtico, y por eso comparten la información con toda la comunidad científica.
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Incluso si estos cristales del tiempo son reales, puede que den lugar a un avance significativo o que nunca se utilicen en la práctica. Podría ser uno de los descubrimientos más importantes de la historia de la ciencia.
