Foto: Los investigadores han enfriado helio-3 superfluido líquido hasta casi el cero absoluto (menos 273,15 grados Celsius) dentro de este refrigerador giratorio, donde se forman cristales de dos tiempos y están al alcance de la mano.
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Crédito de la imagen: © Universidad Aalto / Mikko Raskinen
Los científicos han creado el primer sistema de «cristal de tiempo» de dos cuerpos en un experimento que parece torcer las leyes de la física.
Esto ocurre después de que el mismo equipo presenciara recientemente la primera interacción de una nueva fase del asunto.
Durante mucho tiempo se ha creído que los cristales de tiempo son imposibles porque están hechos de átomos en movimiento sin fin. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, muestra que no solo se pueden crear cristales de tiempo, sino que también se pueden convertir en dispositivos útiles.
Los cristales de tiempo difieren de los cristales estándar, como minerales o rocas, que consisten en átomos dispuestos en un patrón que se repite regularmente en el espacio.
Desarrollados por primera vez en 2012 por el premio Nobel Frank Wilczek y definidos en 2016, los cristales de tiempo exhiben la propiedad peculiar de ser estacionarios, repitiendo el movimiento en el tiempo a pesar de que no hay una entrada externa. Sus átomos están constantemente oscilando, girando o moviéndose primero en una dirección y luego en la otra.
El becario de EPSRC, el Dr. Samuli Otti, autor principal del Departamento de Física de la Universidad de Lancaster, explicó: «Todo el mundo sabe que las máquinas de movimiento perpetuo son imposibles. Sin embargo, en física cuántica, el movimiento perpetuo está bien siempre que cerremos los ojos. Al deslizarnos a través de esta grieta podemos hacer cristales de tiempo».
«Resulta que ponerlos juntos funciona muy bien, incluso si los cristales de tiempo no estaban presentes en primer lugar. Y ya sabemos que también están presentes a temperatura ambiente».
El «sistema de dos niveles» es un bloque de construcción fundamental de una computadora cuántica. Los cristales de tiempo se pueden utilizar para construir dispositivos cuánticos que funcionan a temperatura ambiente.
Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Lancaster, Royal Holloway de Londres, el Instituto Landau y la Universidad Aalto de Helsinki han observado cristales de tiempo utilizando helio-3, un isótopo raro de helio al que le falta un neutrón. El experimento se llevó a cabo en la Universidad Aalto.
Enfriaron el helio-3 superfluido a aproximadamente una diezmilésima parte del cero absoluto (0,0001 K, o -273,15 grados Celsius). Los investigadores crearon dos cristales de tiempo dentro del superfluido y los pusieron en contacto. Luego, los científicos observaron el tiempo en que los cristales interactúan como se describe en la física cuántica.
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Comunicaciones de la naturaleza
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Título del artículo
Dinámica no lineal de dos niveles de cristales de tiempo cuántico
La fecha en que se publicó el artículo.
2 de junio de 2022
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