Los cristales de tiempo pronto podrían usarse como almacenamiento de memoria para computadoras cuánticas, pero hasta hace poco se pensaba que era imposible. Mientras tanto, los cuasicristales, aunque también imposibles, se están utilizando en todo tipo de aplicaciones con un potencial infinito.
En espera de la revisión por pares, los cristales de tiempo están aquí, considerados una posible nueva fase de la materia creada usando las computadoras cuánticas de las que algún día podrían ser inseparables. Según Popular Science, los investigadores han estado creando cristales de tiempo durante varios años y los físicos están «obsesionados».
Mientras que los cristales inertes como el cuarzo tienen una estructura repetitiva en el espacio que permanece sin cambios en el tiempo, los cristales temporales tienen una estructura que se repite u oscila en el tiempo. Por lo tanto, técnicamente existen en 4D.
Los átomos en la estructura continúan moviéndose indefinidamente a la misma velocidad. No siguen la «simetría del tiempo», la regla de que un «objeto estable permanecerá igual a lo largo del tiempo».
La Universidad de Princeton lo comparó con el calendario regular de las estaciones:
“Esta repetición es un poco como las estaciones de la tierra, que aparecen como un reloj una vez al año”.
No se sabe si existen cristales de tiempo en la naturaleza, pero es posible.
Los cristales de tiempo tienen movimiento perpetuo
Según NBC News , los cristales de tiempo tienen la propiedad largamente buscada del movimiento perpetuo.
“Los cristales de tiempo se encuentran entre las muchas características extrañas de la física cuántica. En los cristales normales como el hielo, el cuarzo o el diamante, los átomos se alinean en una posición física particular, un pequeño efecto que conduce a sus distintivas formas regulares a escalas más grandes.
Pero las partículas en un cristal de tiempo existen en uno de dos estados diferentes de baja energía dependiendo de cuándo las mires, es decir, su posición en el tiempo. Eso da como resultado una oscilación regular que continúa para siempre, un verdadero tipo de movimiento perpetuo”, informó NBC.
Si el movimiento perpetuo está aquí, ¿no significa eso que aquí hay una forma de energía libre?
Los cristales del tiempo desafían la física
Aunque es posible que ya tengan una aplicación en el mundo real, los cristales de tiempo no se alinean con el mundo conocido por los científicos hasta ahora. Rechazan las leyes de la física. La estructura cristalina permanece en perpetuo movimiento sin absorber ni perder energía, lo que desafía la ley de la entropía. Por lo tanto, es «como un reloj que funciona para siempre sin pilas».
La primera ley de la termodinámica establece que la energía siempre se conserva. Es por eso que se considera imposible construir máquinas de movimiento perpetuo que puedan generar energía gratuita. Antes de este concepto de cristales de tiempo, los científicos pensaban que solo sería posible en el vacío, sin fricción, pérdida de calor o sonido que hiciera que perdiera energía. Si el movimiento perpetuo fuera posible, solo podría usarse como almacenamiento de energía.
Ahora, estamos en el momento en que los científicos han confirmado que el universo no es localmente real; agujeros de gusano atravesables , Tic Tacs voladores y cristales de tiempo, anteriormente solo una idea de Doctor Who , son posibles. Es una nueva era en la que parece que todo es posible. Por supuesto, los científicos no sugieren usar cristales de tiempo para viajar en el tiempo como en la serie Doctor Who, pero, de nuevo, ¿quién sabe? Más bien, el uso práctico de los cristales de tiempo puede ser como almacenamiento de memoria dentro de las computadoras cuánticas.
Nota al margen: todo el mundo tiene cristales de magnetita en el cerebro, y los científicos no están seguros de por qué. Posiblemente, se deba a la contaminación del aire. Aún así, se cree que otros cristales, como dos compuestos cristalinos diferentes en la glándula pineal , son biológicamente significativos.
A continuación, puede ver a Frank Wilczek, el premio Nobel, hablar sobre los cristales de tiempo, que presentó en 2012.
Vídeo de DW Noticias:
Cómo crearon cristales de tiempo
A continuación se muestran algunas de las formas en que los científicos crearon cristales de tiempo.
Creado dentro de diamantes
Un intento anterior de crear cristales de tiempo fue noticia en 2017 . En ese caso, los científicos utilizaron un diamante con defectos en el interior donde los átomos de nitrógeno reemplazaron al carbono en la red. Cuando enfocaron la radiación de microondas en las impurezas del diamante, un millón de átomos de nitrógeno giraron, ciclando entre estados sin perder energía. Por lo tanto , se convirtió en un «cristal de tiempo dentro de un cristal de espacio».
Creado con una computadora cuántica
En el último esfuerzo, los investigadores utilizaron un procesador de computadora cuántica de Google y organizaron átomos individuales. Pero este método les permitió construir el cristal de tiempo más grande hasta la fecha. Luego, disparan un pulso láser al cristal y nace un cristal del tiempo. Suena a ciencia ficción.
La disposición de circuitos a escala atómica como moléculas naturales en la naturaleza condujo recientemente a un gran avance en la computación cuántica. Más sobre eso aquí.
A diferencia de los intentos anteriores, que duraron temporalmente, estos cristales de tiempo parecen estables y se mantienen en equilibrio a pesar de que aparentemente desafían las leyes de la física. Por lo tanto, los cristales de tiempo pueden resolver el requisito de una memoria estable dentro de las computadoras cuánticas.
Vídeo con muchos más detalles de Seeker:
Otro cristal ‘imposible’
Recientemente, otro cristal, que durante mucho tiempo se consideró imposible, apareció en las noticias. Era una muestra de trinitita roja que contenía un cuasicristal descubierto en el sitio de la primera detonación de una bomba nuclear: la prueba Trinity de 1945.
A diferencia de la mayoría de los cristales, la estructura atómica del cuasicristal no se repite regularmente. Mientras que la mayoría de los cristales crecen al interactuar con átomos cercanos, los átomos cuasicristalinos interactúan de alguna manera con átomos más alejados. Pasan por alto los átomos vecinos.
¿Como sucedió esto? ¿Los átomos exhiben interacciones cuánticas? Es una idea del matemático y físico inglés Roger Penrose en 2014.
la proporción áurea
La investigación de Glotzer y Engels en la Universidad de Michigan mostró algo sorprendente. El arreglo sigue la proporción áurea, similar a la secuencia de Fibonacci, anterior a las matemáticas indias.
“…El producto final mostró un orden de largo alcance, las partículas solo interactuaron con aquellas que se encontraban a una distancia de hasta tres partículas. Cuando los investigadores miraron más de cerca, encontraron que la proporción áurea gobernaba esas interacciones. La proporción áurea, que es aproximadamente 1,61, es un número importante desde el punto de vista matemático y artístico que fue estudiado por primera vez por los antiguos griegos. Está relacionado con la secuencia de Fibonacci, la progresión simple de números que comienzan con 0 y 1 en la que el siguiente número es la suma de los dos anteriores, por lo que 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, etc. Es visible en la disposición de los pétalos de las flores, las semillas de una piña, las ramas de los árboles y las espirales de las conchas de nautilus, por ejemplo”.
Al igual que con los cristales de tiempo «pateados» con un láser, los átomos de los cuasicristales parecen cambiar después de la exposición a fuerzas extremas.
El resultado es una estructura fractal como mosaicos islámicos o de Penrose.
Aplicaciones de cuasicristal
Se sabe que los cuasicristales se crearon en la naturaleza en condiciones extremas, incluso dentro de meteoritos. Durante décadas, los científicos pensaron que los cuasicristales eran casi ciencia, pero finalmente resultaron ser reales. Dan Shechtman ganó un Premio Nobel en 2011 por su trabajo con cuasicristales a pesar de haber sido ridiculizado por el establecimiento científico durante años.
Se utilizan en luces LED, sartenes antiadherentes, instrumentos quirúrgicos, impresión 3D y para fortalecer aleaciones metálicas. Los cuasicristales pueden conducir a un camuflaje de invisibilidad. y robots que cambian de forma. Pero la lista de aplicaciones puede que solo esté comenzando. Se están encontrando nuevas propiedades, como capturar la luz y crear un resplandor posterior. Pueden «atrapar y enrutar la luz proveniente de todas las direcciones» gracias a la disposición de los átomos.
Vea más sobre los cuasicristales a continuación.
Vídeo de Veritasium:
Imagen destacada de Facusio vía Pixabay combinada con imagen de Dieter_G
Time Crystals and Quasicrystals Long Thought Impossible Change Everything