Científicos crean cristales de tiempo, un nuevo estado de la materia

El patrón de ese nuevo estado de la materia no se repite en el espacio.

Científicos de la Universidad de Granada (Andalucía, España) colaboraron con sus colegas de la Universidad de Tubinga alemana para descubrir una forma de crear cristales de tiempo gracias a las simulaciones que realizaron con el superordenador Proteus.

El cristal de tiempo, un estado de la materia cuya existencia sugirió por primera vez el premio Nobel de física Frank Wilczek en 2012, emula una estructura cristalina en la cuarta dimensión en lugar de solo en el espacio a partir de fluctuaciones extremas de muchas partículas en sistemas físicos.

A diferencia de otros cristales que conocemos y tienen átomos dispuestos en una estructura espacial repetitiva, su patrón se repite en el tiempo y eso permite que esté en movimiento perpetuo.

Un nuevo camino

En su trabajo, los investigadores demostraron 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 y propusieron emplear ese fenómeno natural para crear cristales de tiempo.

De acuerdo con el equipo, estas transiciones de fase dinámicas aparecen en el espacio de trayectorias, cuando se condiciona a un sistema físico a realizar una fluctuación rara (o improbable) de ciertos observables, como la corriente de partículas.

Los especialistas utilizaron herramientas de análisis espectral y demostraron de modo inequívoco la relación entre estas y los cristales de tiempo: estos eventos raros se pueden convertir en típicos mediante una transformación de la dinámica microscópica de las partículas.

Eso permitiría que este comportamiento del cristal temporal, que antes era muy improbable, se pueda aprovechar de forma práctica: tras realizar sus simulaciones, los investigadores proponen un modelo de fluido fuera del equilibrio que presenta una transición de fase de tipo cristal de tiempo, que rompe la simetría de traslación temporal.

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