Un semiconductor hecho de arseniuro de indio y galio acaba de batir un récord de duración para un material aparentemente imposible que se repite en el tiempo.
Con una duración de al menos 40 minutos, el período de oscilaciones sostenido por un experimento dirigido por investigadores de la Universidad TU Dortmund en Alemania superó a todo lo demás en su clase, estableciendo un nuevo punto de referencia en un campo donde los investigadores han luchado por superar el fenómeno. un puñado de milisegundos.
El “tic-tac” de este pequeño reloj tomó la forma de interacciones entre los electrones en órbita de un espín particular y el estado de sus núcleos atómicos. En un juego de pasar el paquete polarizador, las oscilaciones en los estados se repiten de una manera que coincide con los criterios de lo que se conoce como un cristal de tiempo continuo.
hipotetizado hace más de una década Según el renombrado físico Frank Wilczek, como una peculiaridad teóricamente posible de la naturaleza, el cristal del tiempo es al tiempo lo que los diamantes, los zafiros y los cuarzos son al espacio: unidades repetitivas de materia.
Mientras que un diamante es un patrón de átomos de carbono en tres dimensiones espaciales, un cristal de tiempo es algún tipo de cambio en la estructura que se repite a través del tiempo.
A primera vista, las oscilaciones de la materia atrapada en una especie de eterno Día de la Marmota suenan un poco sospechosas. Cualquiera puede hacer que un niño se deslice hacia adelante y hacia atrás en un columpio con una serie constante de empujones, pero eventualmente incluso el padre más desesperado se detendrá con un resoplido.
Sin inmutarse, los físicos han buscado signos de movimientos y oscilaciones en materiales que no pueden explicarse mediante la física convencional, y desde entonces han encontrado múltiples ejemplos de actividad de cristales de tiempo en una variedad de contextos. Por lo general, estos toman la forma de algún tipo de ritmo extraño en un ritmo lineal, proporcionado por el sistema en lugar de un impulso dirigido desde el exterior.
Sin embargo, estos llamados cristales de tiempo discreto todavía requieren algún tipo de tempo externo para establecer un ritmo de fondo. Detenga la música y la diversión del cristal con los dedos del pie se detendrá con ella.
Un cristal de tiempo continuo se parece un poco más a la visión de Wilczek. Si bien todavía se requiere energía para completar la que se pierde en el sistema, su fuente no está sujeta a ninguna regla del tiempo y actúa como una brisa que hace oscilar una campanilla de viento con algunos tintineos inesperados.
El carillón de viento molecular de este experimento era un material diseñado expresamente que apenas era capaz de conducir una corriente. La relación entre los electrones sueltos y los espines de los núcleos dentro de su red de átomos permite el surgimiento de un patrón lento de ida y vuelta, uno que ocurre de una manera que sólo puede describirse como no-transparente. lineal.
Para hacer que el espín nuclear vuelva al estado de polarización requerido, se utiliza una fuente de luz, lo que mantiene efectivamente el cristal del tiempo enrollado. Mediante pequeños ajustes en las condiciones, como cambiar un campo magnético circundante o cambiar la temperatura, las oscilaciones entre el electrón y el núcleo pueden cambiar dramáticamente desde unos pocos segundos hasta casi un minuto.
Al no haber signos de disminución en la oscilación durante períodos de medición de 40 minutos, los investigadores concluyeron que era posible que el fenómeno hubiera persistido durante horas, si no más.
Comportamiento del cristal en tiempo previamente continuo ha sido observado que dura unos milisegundos en la niebla cuántica de gases súper fríos conocidos como condensados de Bose-Einstein.
Como primera versión de estado sólido, esta última incursión en la locura temporal de los cristales del tiempo abre el camino a nuevos tipos de hardware que proporcionan medidas de frecuencia precisas.
Esta investigación fue publicada en Física de la naturaleza.