Científicos logran crear el primer cristal de tiempo observable a simple vista y consideran que este fenómeno podría ser más común en la naturaleza de lo que se piensa
Los especialistas anticipan estudios en tres dimensiones espaciales y múltiples dimensiones temporales.
Un avance publicado en Nature Materials presenta un logro inédito en la física de materiales: la creación de un cristal de tiempo que puede observarse directamente, incluso a simple vista.
El hallazgo fue liderado por los investigadores Hanqing Zhao e Ivan Smalyukh, de la Universidad de Colorado Boulder, y marca un antes y un después en el estudio de este estado de la materia.
¿Qué es un cristal de tiempo?
Un cristal convencional se caracteriza por tener una estructura atómica que se repite en el espacio, como ocurre en un diamante o la sal.
En cambio, un cristal de tiempo repite su estructura tanto en el espacio como en el tiempo. Esto significa que sus propiedades cambian de manera periódica y regresan a su estado inicial sin intervención externa.
Los autores explican que, para ser considerado un cristal de tiempo, el sistema debe cumplir con requisitos estrictos:
Estos cristales deben surgir de una ruptura espontánea de la simetría temporal [...] y deben mostrar robustez frente a perturbaciones temporales externas”.
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Cómo se creó este nuevo cristal de tiempo
El experimento se realizó con cristales líquidos nemáticos, materiales comunes en pantallas electrónicas.
- Los científicos colocaron una capa delgada entre dos placas de vidrio con un tinte fotosensible.
- Al iluminar con luz azul polarizada, se generó un proceso de reorientaciones moleculares.
- Este fenómeno originó “solitones topológicos similares a partículas” que se organizaron en patrones espacio-temporales.
De acuerdo con el estudio:
Se observó una fase de cristalización espacio-temporal continua formada por solitones topológicos tipo partícula”.
El primer cristal de tiempo visible
Hasta ahora, los cristales de tiempo solo se habían detectado en sistemas cuánticos altamente especializados, como cúbits superconductores o átomos atrapados. La novedad de este trabajo es que permite ver el fenómeno con un microscopio óptico común e incluso, bajo ciertas condiciones, a simple vista.
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El patrón oscilante puede alcanzar más de 1 mm² y persistir durante horas, manteniendo su ritmo aunque cambien factores como la temperatura o la intensidad de la luz. En las imágenes, se presenta como rayas de colores ondulantes.
Estabilidad y resistencia
El estudio demuestra que el cristal es robusto. Tras perturbaciones intencionadas, como cambios en la intensidad de la luz, la estructura se reorganiza en segundos y continúa su oscilación.
Los investigadores señalan que la estabilidad se debe a las interacciones colectivas entre los solitones, que actúan como un “pegamento topológico” manteniendo el orden del sistema.
En palabras del artículo:
La cristalización espacio-temporal continua es bastante estable a temperatura ambiente y puede persistir localmente durante horas de observación”.
Aplicaciones potenciales
Más allá de la teoría, este avance podría tener usos en:
- Dispositivos ópticos y moduladores de luz.
- Sistemas de comunicación y cifrado.
- Medidas anticopia con patrones imposibles de replicar.
- Generadores de números aleatorios y códigos de barras espacio-temporales con mayor densidad de información.
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Los autores destacan que:
Las aplicaciones tecnológicas potenciales en dispositivos ópticos, generadores de cristales espacio-temporales fotónicos, telecomunicaciones y diseños anticopia podrían señalar el comienzo de una frontera emocionante”.
Un nuevo camino en la física de materiales
El hecho de que un cristal de tiempo pueda crearse en un entorno clásico, con materiales comunes y a temperatura ambiente, abre nuevas líneas de investigación.
Los especialistas consideran que este fenómeno podría ser más común en la naturaleza de lo que se pensaba y anticipan estudios en tres dimensiones espaciales y múltiples dimensiones temporales.
El artículo concluye:
La cristalización espacio-temporal espontánea podría ser un fenómeno generalizado en numerosos sistemas abiertos, tanto cuánticos como clásicos”.
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