El cristal de tiempo es un estado de la materia cuántica que se mantiene en un patrón periódico en el tiempo, a diferencia de los cristales convencionales que tienen una estructura periódica en el espacio. Este avance ha sido posible gracias a la combinación de tecnologías avanzadas y experimentos cuidadosamente diseñados que han permitido a los científicos observar y controlar este fenómeno de manera más efectiva. La duración de 40 minutos representa una mejora significativa con respecto a los cristales de tiempo anteriores, que solo lograban mantenerse durante fracciones de segundo. Este hito allana el camino para nuevas investigaciones en el campo de la física cuántica y el desarrollo de tecnologías revolucionarias.
En el campo emergente de la física cuántica, los cristales de tiempo representan uno de los conceptos más fascinantes y complejos. A diferencia de los cristales convencionales, cuyos átomos se organizan en patrones repetitivos en el espacio, los cristales de tiempo exhiben una estructura repetitiva en el tiempo, presentando una dimensión adicional más allá de nuestra percepción tridimensional habitual. Esta peculiaridad les confiere un lugar más propio de la fantasía que de la realidad terrenal.
El concepto de los cristales de tiempo fue propuesto por primera vez en 2012 por el laureado Nobel estadounidense Frank Wilczek, quien imaginó la posibilidad de una fase de la materia que pudiera repetirse en el tiempo sin consumir energía. Para crear cristales de tiempo, los científicos recurren a átomos superenfriados, conocidos como condensados de Bose-Einstein, y láseres, en un proceso que sugiere aplicaciones revolucionarias en el ámbito de la computación cuántica.
Hasta la fecha, la creación de cristales de tiempo continuos ha sido un desafío considerable. En 2022, investigadores de la Universität Hamburg lograron observar un cristal de tiempo continuo, pero su existencia fue efímera, durando solo unos milisegundos. Sin embargo, un equipo de científicos de la Universidad TU Dortmund ha logrado un avance significativo al crear un cristal de tiempo continuo que perduró aproximadamente 40 minutos, lo que representa un logro 10 millones de veces mayor en términos de durabilidad en comparación con los intentos anteriores.
Para lograr este hito, el físico Alex Greilich y su equipo de TU Dortmund desarrollaron un cristal de arseniuro de indio y galio dopado con silicio, que actúa como un semiconductor. En este entorno, los giros nucleares del material sirven como reservorio para el cristal de tiempo. Al enfriar el sistema a 6 Kelvin y exponerlo a un láser, se forma un giro nuclear a través de la interacción del láser con electrones ligeramente ligados. La polarización de este giro nuclear induce oscilaciones que se manifiestan como un cristal de tiempo, cuya repetición se mantuvo durante unos impresionantes 40 minutos.
Este logro, publicado en enero en la revista Nature, no solo supera los límites de lo que se creía posible para los cristales de tiempo continuos, sino que también abre la puerta a la posibilidad de que estos cristales puedan existir durante horas o incluso más tiempo, ya que el experimento mostró que el cristal no presentaba señales de decaimiento tras 40 minutos.
Más allá de la mera curiosidad científica, los cristales de tiempo tienen potencial para revolucionar el campo de la computación cuántica, actuando como qubits enlazados. Aunque el alcance completo de sus aplicaciones aún está por descubrirse, los cristales de tiempo podrían seguir el camino de otros grandes descubrimientos, como el transistor, cuyos inventores no podían prever el impacto futuro de su creación en tecnologías como los teléfonos móviles.
