GranadaLogran crear 'cristales de tiempo', un nuevo estado de materia

Científicos de la Universidad de Granada y de la de Tübingen (Alemania) han descubierto una forma de crear cristales de tiempo, una nueva fase de la materia que emula una estructura cristalina en la cuarta dimensión, el tiempo, en lugar de solo en el espacio, a partir de fluctuaciones extremas en sistemas físicos de muchas partículas.

Los cristales de tiempo son un nuevo estado de la materia propuesto recientemente por el premio Nobel de física Frank Wilczek, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), en Estados Unidos. El hallazgo es especialmente relevante, explican los investigadores, en campos como la metrología, para el diseño de relojes más precisos, o en computación cuántica, donde los cristales de tiempo pueden utilizarse para simular estados fundamentales o diseñar ordenadores cuánticos más robustos.

En los cristales de tiempo, cuya existencia se sugirió por primera vez en 2012, los átomos repiten un patrón a través de la cuarta dimensión, el tiempo, a diferencia de los cristales normales, que tienen átomos dispuestos en una estructura espacial repetitiva, ha informado la Universidad de Granada. Estos nuevos cristales temporales se caracterizan por realizar un movimiento periódico en el tiempo.

Ciertas transiciones de fases dinámicas rompen espontáneamente la simetría de traslación en el tiempo

Los investigadores, entre ellos Rubén Hurtado Gutiérrez, Carlos Pérez Espigares y Pablo Hurtado, del departamento de Electromagnetismo y Física de la Materia de la Universidad de Granada, demuestran en este estudio que ciertas transiciones de fase dinámicas que aparecen en las fluctuaciones raras de muchos sistemas físicos rompen espontáneamente la simetría de traslación en el tiempo. Es por ello que los científicos han propuesto un nuevo camino para usar este fenómeno natural para crear cristales de tiempo.

Un nuevo camino para entender el tiempo y sus simetrias

Para realizar las simulaciones de este trabajo los científicos han empleado el superordenador Proteus, perteneciente al Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional de la Universidad de Granada, considerado uno de los superordenadores de cálculo científico general más potentes de España.

El investigador Pablo Hurtado explica que "la relatividad de Einstein nos enseñó que el tiempo es de alguna manera flexible, y que está inextricablemente unido al espacio en un todo que conocemos como espaciotiempo". Esa unificación es, sin embargo parcial, ya que el tiempo sigue siendo especial en muchos sentidos, indica el científico, que pone como ejemplo que "podemos movernos adelante y atrás entre dos puntos cualesquiera en el espacio, pero sin embargo no podemos visitar el pasado; el tiempo tiene una flecha, mientras que el espacio no tiene tal flecha".

En su estudio, los científicos proponen una ruta inexplorada hasta ahora para construir cristales de tiempo, basada en la observación reciente de ruptura espontánea de la simetría de traslación temporal en las fluctuaciones de sistemas de muchas partículas. Los resultados, dicen los investigadores, son importantes porque abren un camino inexplorado para entender mejor el tiempo y sus simetrías, mientras que, a nivel práctico, enseñan nuevas formas de crear cristales de tiempo.