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Los cristales de tiempo son uno de los conceptos más alucinantes de la física moderna, tanto que hasta su nombre parece más propio de la Tierra Media que de la Tierra actual.
Mientras que los átomos de los cristales normales y corrientes están dispuestos en un patrón que se repite en el espacio, los cristales de tiempo están dispuestos además en un patrón que se repite en el tiempo; en esencia, son cristales que existen en una dimensión más allá de nuestra percepción tridimensional típica. "Es una forma de tener el pastel y comérselo también", afirma el premio Nobel estadounidense Frank Wilczek, que concibió por primera vez los cristales de tiempo en 2012.
Los cristales de tiempo se crean de forma similar a como se crean muchas cosas en la física avanzada: mediante el uso de átomos superenfriados (es decir, condensados de Bose-Einstein) y láseres. Aunque esta fascinante nueva fase de la materia podría tener aplicaciones revolucionarias en el mundo de la computación cuántica, no suelen sobrevivir mucho tiempo. En 2022, por ejemplo, científicos de la Universidad de Hamburgo observaron un cristal de tiempo continuo, pero sólo duró unos milisegundos.
Ahora, investigadores de la Universidad TU de Dortmund han creado un cristal de tiempo continuo que duró 10 millones de veces más, unos 40 minutos. En palabras del propio Wilczek, eso es pan comido.
Para crear este cristal del tiempo, el físico de la TU Dortmund Alex Greilich y su equipo crearon un cristal de arseniuro de indio y galio dopado con silicio (también conocido como semiconductor). En este cristal, los espines nucleares "actúan como un depósito para el cristal del tiempo", según el comunicado de prensa de la universidad. Una vez enfriado a 6 Kelvin y disparado con un láser, se forma un espín nuclear como resultado de la interacción del láser con los electrones sueltos.
Entonces, la polarización del espín nuclear crea oscilaciones parecidas a un cristal de tiempo. Y, sorprendentemente, esta oscilación repetitiva duró 40 minutos enteros, un orden de magnitud muy superior al de cualquier cristal de tiempo continuo anterior. Los resultados de este estudio se publicaron a finales de enero en la revista Nature.
Aunque 40 minutos es todo un logro, también podría ser sólo el principio de la duración de este tipo de cristales de tiempo. Según ScienceAlert, este cristal no mostró signos de deterioro en 40 minutos, lo que implica que los futuros cristales de tiempo podrían durar horas, o incluso más.
Todo esto está muy bien, pero... ¿para qué utilizaríamos estos cristales del tiempo? Trabajos anteriores han sugerido que los cristales de tiempo podrían encontrar aplicaciones en el mundo de la informática cuántica, donde los cristales de tiempo enlazados actúan como qubits. Pero, como ocurre con muchos descubrimientos y avances asombrosos, los científicos no saben realmente qué usos se les podría dar en el futuro, del mismo modo que los inventores del transistor a finales de la década de 1940 no podían prever el iPhone.
Quizá la Tierra sea un poco más Tierra Media de lo que pensábamos.
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