Físicos crean un misterioso cristal de tiempo que dura más de 40 minutos

Los cristales, o mejor dicho, los cristales sólidos, son disposiciones concretas de átomos que se repiten en el espacio, lo que les confiere su aspecto fascinante, como sucede por ejemplo con las piedras preciosas. Pero la física trata también con el tiempo, y a menudo ambos, espacio y tiempo, se entremezclan de forma inextricable, como sucede en la relatividad.

Por eso, en 2012 Frank Wilczek, físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y Premio Nobel en 2004, postuló que, además de haber cristales que repiten sus patrones y estructuras en el espacio, debería de haber otros que lo hacen también en la escala temporal. Es decir, que por lo menos una de sus propiedades físicas tendría que cambiar espontánea y periódicamente en el tiempo. De ser posible, este tipo de cristales deberían ser capaces de preservar su estabilidad pero, a la vez, también de cambiar su estructura cristalina de forma periódica.

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Es decir, que si los observáramos en distintos instantes, deberíamos percibir que su estructura (en el espacio) no es siempre la misma, lo que implica que estarían en un estado de movimiento perpetuo, incluso en estado de mínima energía o estado fundamental. Lo cual atenta directamente contra las leyes de la termodinámica. Estos cristales, además, no serían sólidos, ni líquidos, ni gaseosos. Ni siquiera plasma -gas ionizado-. Serían otro estado de la materia diferente.

A partir de ese momento dio comienzo un debate científico que duró años. ¿Existían realmente los 'cristales de tiempo' o se trataba de simples artificios matemáticos? A partir de 2017, los científicos lograron demostrar varias veces, aunque solo de forma teórica, la existencia de los cristales de tiempo, pero no fue hasta 2022 que se consiguió 'fabricar' uno en laboratorio. El cine, más impaciente, los incorporó mucho antes, en 2019, en la película de Marvel Studios 'Los vengadores: End game', en la que un cristal de tiempo jugaba un papel central. El cristal de tiempo fabricado en 2022, sin embargo, duró apenas unos pocos milisegundos.

Pero el cristal diseñado ahora por los físicos de Dortmund bajo la dirección de Alex Greilich ha conseguido ir mucho más allá. El cristal, hecho de arseniuro de indio y galio, se ilumina continuamente de modo que se forma una polarización de su espín nuclear mediante la interacción con los espines de los electrones. Y es precisamente esa polarización la que genera espontáneamente oscilaciones, equivalentes a un cristal de tiempo. La vida útil del cristal, durante los experimentos, se consiguió estirar hasta más de 40 minutos, diez millones de veces más de lo que se había conseguido hasta ahora. Pero los investigadores aseguran que se podría conseguir que duren mucho más tiempo.

Por el momento, no existe una utilidad práctica para estos fabulosos objetos, pero los científicos ya acarician la idea de poder usarlos para medir el tiempo y las distancias con una precisión desconocida hasta ahora, lo que permitiría construir sistemas de navegación y comunicaciones mucho más precisos que los actuales. Puede incluso que en el futuro puedan usarse para detectar ondas gravitacionales más débiles de las que podemos escuchar hoy en día. O, quién sabe, para averiguar qué es lo que sucede en el interior de los agujeros negros...