Un cristal de tiempo es un concepto. Un nuevo estado de la materia que, sobre el papel, desafía las leyes de la física. Pero científicos de distintos rincones del planeta intentan hacerlo realidad. El experimento más reciente, y fructífero, ha logrado hacer realidad un cristal de tiempo de 40 minutos. El hito se ha producido en la Universidad Técnica de Dortmund. Dos años antes, científicos de la Universidad de Hamburgo habían obtenido un cristal de tiempo que tan solo duró unos pocos milisegundos.
El responsable de que científicos de estas y otras universidades se devanen los sesos en busca de los cristales de tiempo es el físico teórico Frank Wilczek. En 2012, teorizó sobre el concepto de cristal de tiempo. Un estado de la materia que es imposible de existir, según las leyes de la física. Al menos lo fue hasta que fue posible. Con todo, la implicación de estos cristales temporales está todavía por explorar. O dicho de otra manera. Ni los propios científicos son capaces de detallar todas las posibilidades que ofrecen. Hay quien habla de tecnología cuántica como los ordenadores cuánticos, telecomunicaciones, astronomía, minería…
Para comprender lo revolucionario de los cristales de tiempo, también llamados cristales temporales o cristales de espacio tiempo, hay que tener en mente que, a diferencia de los demás estados de la materia, que son en tres dimensiones, un cristal de tiempo se muestra inalterable en la cuarta dimensión: el tiempo. Dicho de otra forma. Un cristal normal está formado por átomos que muestran un patrón en el espacio. Pero el cristal temporal repite su patrón en el espacio y también en el tiempo.
¿Qué es un cristal de tiempo?
Que el físico Frank Wilczek incluyera cristal en su concepto no es casual. En física, un cristal es un objeto cuyos átomos se ordenan creando un patrón que se repite. Lo vemos en la sal o en un copo de nieve. Estructuras complejas que, bajo el microscopio, nos sorprenden una y otra vez. A diferencia de otros estados de la materia como los líquidos, en los que las moléculas están distribuidas de manera simétrica.
La pregunta es, ¿qué implica que esos patrones y estructuras de los cristales se repitan en el tiempo más allá del espacio? Pues que en lugar de permanecer quieto, el cristal de tiempo está en constante movimiento o movimiento perpetuo. Aunque no en el espacio, como podríamos imaginar. Se mueve en el tiempo. Algo que cuesta comprender si tenemos en cuenta que es algo teórico y que no se ha empezado a ver en laboratorio hasta 2016. Desde entonces, se han realizado varios experimentos para crear cristales de tiempo. El más exitoso, por su duración temporal, el antes mencionado.
Como curiosidad, en la película de superhéroes Vengadores: Endgame de 2019, el cristal de tiempo era un elemento clave en la trama, tal y como apunta la nota de prensa que detalla el enésimo experimento para crear un cristal de tiempo. Pero, como suele ser habitual, la ficción dista mucho de la realidad. Así que no tenemos que preocuparnos, por ahora, por los catastróficos hechos acaecidos en el popular filme de superhéroes.
Cómo crear cristales de tiempo
Si cuesta entender el concepto de cristal temporal, hacerlo realidad tampoco es nada fácil. En laboratorio, se emplean átomos superenfriados, es decir, condensados de Bose-Einstein, y láseres. Y es tal su complejidad que el experimento de 2022 tan solo duró unos milisegundos. De ahí, a los 40 minutos del cristal de tiempo creado en Dortmund hay un gran salto cualitativo.
En este proyecto, liderado por el físico Alex Greilich, se creó un cristal de arseniuro de indio y galio con silicio. Lo que en la práctica es un semiconductor. En el cristal, los espines nucleares actuaban como depósito para el cristal de tiempo. Este se ilumina constantemente para formar una polarización de espín nuclear con la interacción con los espines de electrones. Como resultado, se producen unas oscilaciones espontáneas que equivalen al cristal temporal.
En el caso que nos ocupa, esas oscilaciones se mantuvieron durante 40 minutos. Y según los científicos responsables, es posible variar el período del cristal en amplios rangos cambiando sistemáticamente las condiciones experimentales. Sin embargo, también es posible moverse a áreas donde el cristal pierde su periodicidad. Estas áreas también son interesantes, ya que se replica su comportamiento caótico, que se puede mantener durante largos períodos de tiempo.
Mil y una utilidades
El experimento de Alex Grilich y su equipo se publicó a finales de enero en la publicación especializada Nature Physics. Y aunque no deja de ser un logro revolucionario, todavía queda mucho trabajo por hacer en lo que se refiere a cristales de tiempo. Ahora ya es posible hacer realidad lo que hasta hace poco era una propuesta de un físico teórico. El siguiente paso es ampliar la duración de estos cristales tan particulares y, finalmente, darles una utilidad práctica.
El campo más provechoso sería el de la computación cuántica, de la que se lleva hablando años. Precisamente, los cristales de tiempo actuarían como qubits, que es el equivalente cuántico a los bits de la informática clásica. Pero también se habla de relojes mucho más precisos que los relojes atómicos actuales. O de mejorar la tecnología GPS en la detección de elementos para la minería y otros campos de conocimiento. Precisamente, el tiempo dirá hasta dónde pueden llegar las aplicaciones y tecnologías basadas en cristales de tiempo.
