Un nuevo avance podría traer cristales de tiempo del laboratorio al mundo real

Acabamos de dar un paso más hacia los cristales de tiempo que pueden tener aplicaciones prácticas.

Producir un nuevo trabajo experimental a temperatura ambiente tiempo de cristal En un sistema que no está aislado de su entorno.

Los investigadores dicen que esto allana el camino para cristales de tiempo a escala de chip que se pueden usar en condiciones del mundo real, lejos del costoso equipo de laboratorio necesario para mantenerlos en funcionamiento.

«Cuando su sistema experimental intercambia energía con su entorno, la disipación y el ruido funcionan en conjunto para destruir el orden cronológico». El ingeniero Hussein Taheri dice de la Universidad de California, Riverside.

«En nuestra plataforma óptica, el sistema logra un equilibrio entre ganancia y pérdida para crear y mantener cristales de tiempo».

Los cristales de tiempo, a veces denominados cristales de espacio-tiempo, cuya existencia ya se confirmó hace solo unos años, son tan fascinantes como sugiere su nombre. Es una fase de la materia muy parecida a los cristales ordinarios y tiene una propiedad adicional muy importante.

En los cristales ordinarios, los átomos constituyentes están dispuestos en un Estructura de celosía fija 3D Un buen ejemplo es la red atómica del diamante o un cristal de cuarzo. Estas sinapsis repetidas pueden variar en configuración, pero dentro de una formación particular no se mueven mucho; Sólo se repiten espacialmente.

En los cristales de tiempo, los átomos se comportan de forma ligeramente diferente. Oscila, girando primero en una dirección y luego en la otra. Estas oscilaciones, denominadas «tick», están bloqueadas en una frecuencia regular y específica. Donde la estructura cristalina regular se repite en el espacio, se repite en cristales de tiempo en espacio y tiempo.

Para estudiar los cristales de tiempo, los científicos suelen utilizar condensados ​​de Bose-Einstein de la cuasipartícula magnon. Deben conservarse a temperaturas muy bajas, muy próximas al cero absoluto. Esto requiere un equipo de laboratorio altamente especializado y avanzado.

En su nueva investigación, Taheri y su equipo crearon un cristal de tiempo sin sobreenfriamiento. Sus cristales de tiempo eran sistemas cuánticos ópticos creados a temperatura ambiente. Primero, tomaron un diminuto microsonor, un disco hecho de vidrio de fluoruro de magnesio de apenas un milímetro de diámetro. Luego bombardearon este morfo óptico con rayos láser.

Las protuberancias subarmónicas de autoconservación (solitones) generadas por las frecuencias generadas por los dos rayos láser indican la formación de cristales de tiempo. El sistema crea una trampa de celosía giratoria para las bobinas ópticas que luego muestran la rotación.

Utilice el equipo para mantener la integridad del sistema a temperatura ambiente Bloqueo de autoinyección, una tecnología que asegura que la salida del láser mantenga una frecuencia óptica específica. Esto significa que el sistema puede transportarse desde el laboratorio y usarse en aplicaciones de campo, dicen los investigadores.

Además de las posibles exploraciones futuras de las propiedades de los cristales de tiempo, como las transiciones de fase y las interacciones de los cristales de tiempo, el sistema se puede utilizar para tomar nuevas medidas del tiempo mismo. Los cristales de tiempo pueden, un día, fusionarse en Computadoras cuánticas.

«Esperamos que este sistema fotónico pueda usarse en fuentes de RF compactas y livianas con una estabilidad superior, así como también en cronometraje preciso». taheri dice.

La investigación del equipo fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.