El reloj eterno

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.