Investigadores del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN) de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) Conicet y del Instituto Balseiro lograron capturar una novedosa fase de la materia que es conocida como cristal de tiempo. El avance fue difundido en la prestigiosa revista Science y resulta relevante porque, además de la proeza en sí, podría influir en la tecnología de transmisión ultrarrápida de información.
En palabras de Science, los cristales de tiempo "son sistemas de muchos cuerpos que muestran una ruptura espontánea de la simetría de traslación del tiempo". Pero ¿qué significa eso?
¿Qué es un cristal de tiempo?
El término fue acuñado en 2012 por el Nobel en Física Frank Wilczek, aunque su teoría tuvo algunas fallas que, más adelante, fueron refutadas con nuevos experimentos, como el del equipo binacional de científicos patagónicos y alemanes.
El equipo completo estuvo integrado por: Ignacio Carraro-Haddad, Dimitri Chafatinos, Alexander Kuznetsov, Ignacio Papuccio-Fernández, Andrés Reynoso, Axel Bruchhausen, Klaus Biermann, Paulo Santos, Gonzalo Usaj y Alejandro Fainstein
Se trata de una nueva fase de la materia, no estado. En un cristal de tiempo, los electrones viajan en bucle, en lugar de forma lineal y, eventualmente, se agrupan y se repiten perpetuamente, de la misma forma que lo hacen los demás cristales en el espacio.
¿Qué es lo importante de este estudio?
Tras comprobar que se pueden controlar las distintas fases dinámicas de este material, se especula que podría influir en las TIC. En concreto, este avance ayudaría a traducir señales ópticas y de microondas para desarrollar un procesamiento ultrarrápido de información. Incluso, hasta podrían influir en el mundo de la computación cuántica.
Según el comunicado del Instituto Balseiro, para el experimento se utilizó la potencia de un láser externo, "cuya amplitud es constante en el tiempo, mediante el que descubrieron que el condensado de polaritones genera su propia dinámica auto-inducida, la cual luego se fija con la frecuencia de vibraciones mecánicas de la misma. Al aumentar aún más la potencia, oscila a la mitad de la frecuencia de las vibraciones mecánicas".
"En otras palabras, con el láser externo y enfocándose en una única nanocavidad, los físicos lograron marcar el ritmo al 'tic tac' del condensador. En la literatura científica contemporánea, esas fases de sistemas de muchas partículas son denominadas 'cristales continuos de tiempo' por la salvedad de tener un estímulo externo independiente del tiempo: el láser manipulado por los científicos", dice el comunicado de prensa.
Un detalle que realza la trascendencia de este proyecto a nivel local es que casi todo el trabajo fue realizado en Bariloche, y algunas mediciones más específicas se llevaron a cabo en el Paul-Drude-Institut de Alemania. El grupo de investigación estuvo integrado por Ignacio Carraro-Haddad, Dimitri Chafatinos, Alexander Kuznetsov, Ignacio Papuccio-Fernández, Andrés Reynoso, Axel Bruchhausen, Klaus Biermann, Paulo Santos, Gonzalo Usaj y Alejandro Fainstein.
Respecto a los próximos pasos, los físicos también informaron que buscarán explorar la dinámica de los cristales de tiempo y todo el universo de condensados de polaritones, fotones, excitones y fonones, en redes de nanocavidades comunicadas entre sí.
Imágenes | Prensa del Instituto Balseiro.
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