MADRID, 9 de julio (EUROPA Press) –
En la Universidad de Tsinghua en China, con el apoyo de la Universidad Técnica de Viena, creamos un cristal del tiempo hecho de átomos gigantes de átomos gigantes.
El equipo de investigación utilizó luz láser y tipos especiales de átomos, especialmente los átomos de Rydberg, tienen diámetros cientos de veces más grandes de lo normal. Los resultados se publican en la revista Nature Physics.
Un cristal es una disposición de átomos que se repite en el espacio a intervalos regulares: en cada punto, el cristal tiene una forma idéntica. En 2012, el premio Nobel Frank Wilczek preguntó: ¿existe un cristal del tiempo, un objeto que se repite no en el espacio sino en el tiempo? ¿Y puede surgir un ritmo periódico, incluso si no se impone ningún ritmo específico al sistema y las interacciones entre las partículas son completamente independientes del tiempo?
Durante muchos años, las ideas de Frank Wilczek han causado mucha atención y preocupaciones controvertidas. Algunas personas consideran que los cristales de tiempo son imposibles en principio, mientras que otros intentan encontrar lagunas y crear cristales de tiempo bajo ciertas condiciones especiales.
El tictac de un reloj también es un ejemplo de movimiento cíclico en el tiempo. Pero esto no sucede por casualidad: alguien tiene que darle cuerda al reloj y hacerlo funcionar a una hora determinada. Este tiempo de inicio determina la duración de los tics.
En el caso del cristal del tiempo la cosa es diferente: según la idea de Wilczek, un ciclo aparece de forma natural, aunque en realidad esto sea así. no es el caso. no hay diferencia física entre diferentes tiempos.
«La frecuencia del tictac está predeterminada por las propiedades físicas del sistema, pero el momento en el que ocurre el tictac es completamente aleatorio; es lo que se llama ruptura espontánea de la simetría”, explicó en un comunicado el profesor Thomas Pohl del Instituto de Física Teórica de la Universidad Técnica de Viena.
Pohl está a cargo de la parte teórica de la investigación que actualmente lleva a cabo explorando el tiempo cristales en la Universidad de Tsinghua (China): se proyecta un láser sobre un recipiente de vidrio lleno de «De hecho, se trata de un experimento estático en el que no se impone ningún ritmo específico al sistema», explica Pohl, el rayo láser tiene una intensidad constante. Pero, sorprendentemente, resultó que la intensidad transmitida al otro extremo de la celda de cristal comenzó a fluctuar en patrones muy regulares. «
La clave del experimento es preparar los átomos de una manera específica: los electrones en los átomos pueden recorrer diferentes caminos alrededor del núcleo, dependiendo de su nivel de energía. Si la energía es sumado al electrón más externo de un átomo, su distancia del núcleo atómico puede llegar a ser muy grande.
En casos extremos, puede estar cientos de veces más lejos del núcleo de lo habitual. Se crea una capa gigante de electrones, llamada átomo de Rydberg.
«Si los átomos en nuestro contenedor. Cuando los vidrios se preparan en estos estados de Rydberg y sus diámetros se vuelven enormes, las fuerzas entre estos átomos también se vuelven muy grandes», explica Pohl.
«Y eso, a su vez, cambia la forma en que interactúan con los láser. Si se elige la luz láser de manera que pueda excitar simultáneamente dos estados de Rydberg diferentes en cada átomo, se creará un circuito de retroalimentación que provocará oscilaciones espontáneas entre los dos estados atómicos. A su vez, esto también conduce a una absorción de luz fluctuante. «
Por sí solos, los átomos gigantes tropiezan a un ritmo regular, y este ritmo se refleja en el ritmo de la intensidad de la luz que llega al final de la caja de vidrio. «Hemos creado un nuevo sistema que proporciona una base poderosa para una comprensión más profunda de los fenómenos de los cristales de tiempo de una manera muy cercana a la idea original de Frank Wilczek», explica Pohl
» Precisamente, por Por ejemplo, se pueden utilizar oscilaciones autosostenidas para sensores. «Los átomos gigantes con estados de Rydberg se han utilizado con éxito para este tipo de técnicas en otros contextos».
