Los científicos han propuesto una
manera de construir un reloj que mantiene la hora perfecta para siempre.
Los investigadores han propuesto un
diseño experimental de un " cristal
espacio-temporal", que sería capaz de mantener el tiempo para
siempre. Este cristal de cuatro dimensiones sería similar a cristales 3D convencionales, que son
estructuras, como los copos de nieve y diamantes, cuyos átomos están dispuestos
en patrones repetidos. Considerando que un diamante tiene una estructura
periódica en tres dimensiones, el cristal de espacio-tiempo sería periódico en
el tiempo como en el espacio.
La idea de un cristal espacio-temporal 4D fue propuesta por primera vez a principios de este año por el físico del MIT Frank Wilczek, aunque el concepto era puramente teórico. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Xiang Zhang de California’s Lawrence Berkeley National Laboratory ha concebido como hacer una realidad.
"La idea de crear un cristal con dimensiones superiores a la que tienen los cristales 3D es un avance conceptual importante en la física, y es muy emocionante para nosotros ser los primeros en idear una manera de darse cuenta de un cristal de espacio-tiempo," dijo en un comunicado, el físico Tongcang Li, miembro del grupo de investigación del Berkeley Lab.
Zhang y sus colegas sugieren que un
cristal de espacio-tiempo podría ser construido usando un campo eléctrico para
atrapar átomos cargados (llamados iones), y aprovechándose de la repulsión
natural entre dos como las partículas cargadas (positiva y positiva, o negativa
y negativa), que se llama repulsión de Coulomb.
"El campo eléctrico de la trampa de iones tiene partículas cargadas en el
lugar y repulsión de Coulomb provoca que se forman espontáneamente un anillo de
cristal espacial", dijo Zhang.
"Bajo la aplicación de un débil campo magnético estático, este cristal de
iones en forma de anillo se iniciará una rotación que nunca se detendrá. La
rotación persistente de iones atrapados produce orden temporal, lo que lleva a
la formación de un cristal de espacio-tiempo en el más bajo cuántica estado de
energía”.
En otras palabras, los científicos
apuntan a crear un anillo de partículas cargadas, con las fuerzas electromagnéticas
resultantes causan la estructura para girar perpetuamente. En su más bajo
estado de energía cuántica, también conocido como su estado fundamental, el
sistema no tiene el trastorno, o la entropía, y no hay manera para su entropía
a aumentar con el tiempo. Por lo tanto, la estructura temporal del cristal y la
capacidad de cronometraje continuarán incluso después de que el universo llegó
a un estado de "muerte térmica", también conocido como equilibrio
termodinámico, cuando se había degenerado en la entropía.
Los investigadores describen su idea
en un artículo publicado recientemente en la revista Physical Review Letters.
