Los científicos descubren una nueva y extraña fase de la materia llamada ‘Cronómetros del tiempo’

Los científicos descubren una nueva y extraña fase de la materia llamada ‘Cronómetros del tiempo’

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Dos trabajos publicados simultáneamente prueban la existencia de cristales de tiempo, en los cuales los átomos están alineados en el tiempo de una manera análoga a la estructura física de diamantes o hielo.

Una nueva investigación ha confirmado la existencia de una extraña fase de la materia que se creía imposible, una alineación cuántica conocida como “cristal de tiempo”. El descubrimiento puede tener un día importantes implicaciones para los ordenadores cuánticos, que son máquinas súper potentes que funcionan exponencialmente más rápido que las computadoras convencionales mediante la explotación de las reglas de la dinámica cuántica.

En la actualidad, sin embargo, los cristales de tiempo son más de una rareza científica sin aplicaciones conocidas en el mundo real. En los cristales normales, como las piedras preciosas, los copos de nieve o la sal, los átomos o moléculas constituyentes se disponen en estructuras de retícula repetidas y ordenadas en el espacio físico.

En los cristales del tiempo, sin embargo, los átomos toman un patrón que se repite en tiempo, en vez del espacio.

Los cristales de tiempo fueron desarrollados por zapping de átomos con láseres para hacerlos pulsar juntos – de una manera similar a hacer que la cabeza de un tambor vibre cuando se golpea, o tocando Jell-O con una cuchara para hacer que se mueva, de acuerdo con uno de los Investigadores involucrados en el descubrimiento, Christopher Monroe de la Universidad de Maryland.

“Este es un tema muy nuevo”, dijo Monroe por teléfono desde College Park, Maryland. “Lo más fácil es hacer una analogía con un cristal espacial, pero en vez de espacio, aplíquelo al tiempo”.

Dos equipos de científicos, uno incluyendo a Monroe que fue dirigido por la Universidad de Maryland y el otro dirigido por la Universidad de Harvard, publicaron simultáneamente artículos que confirman la existencia de cristales de tiempo en ambientes de laboratorio esta semana en la revista científica Nature. Cuando la idea de los cristales de tiempo fue propuesta por primera vez en 2012 por el ganador del Premio Nobel Frank Wilczek, otros teóricos demostraron que el concepto era físicamente imposible -al menos, en la versión que Wilczek originalmente previó, en la que los cristales de tiempo existían en un estado de equilibrio con su entorno. Parte del problema, en teoría, era mantener el sistema interno del cristal de tiempo de calentamiento infinitamente, de acuerdo con Monroe.

“Ese argumento parecía revestido de hierro, pero había una laguna”, dijo Monroe. “Aquí seguimos conduciendo este sistema, y ​​no se calienta, es la laguna, no se calienta hasta el infinito”. Para construir un cristal de tiempo, Monroe y sus colegas usaron un complejo conjunto de láseres, imanes, espejos y equipos ópticos.

 “Tomamos átomos individuales y los atrapamos electro-magnéticamente, los levitábamos en una cámara de vacío para que no pudiera golpearles el aire, y entonces los empujamos con rayos láser”, dijo.

El equipo de Harvard adoptó un enfoque diferente: el envío de láseres y microondas a través de un diamante negro, que fue elegido porque su millón de impurezas podría ser utilizado para crear cristales de tiempo. RELACIONADO: LHC abre los Flood de Física Cuántica El descubrimiento del cristal temporal podría ayudar a que las computadoras cuánticas funcionen con un mayor grado de complejidad y estabilidad, o ser usadas para construir nuevos tipos especiales de relojes cuánticos, dijo Monroe.

“Yo pondría esto en el montón de investigación relacionada con la computación cuántica”, dijo. La computación tradicional se basa en transistores para formar oraciones de cadenas de 1 y 0. Las computadoras cuánticas se aprovechan de reglas especiales para partículas pequeñas que permiten la superposición de diferentes estados, lo que, en teoría, amplía enormemente el poder computacional potencial de tal máquina, porque ya no está atascado en un mundo binario.

Pero a medida que los sistemas cuánticos se enlazan, comienzan a comportarse más como objetos en el mundo no cuántico, dijo Monroe – y pierden el efecto cuántico que los hace poderosos en primer lugar. Los cristales de tiempo pueden teóricamente ser usados ​​un día para ayudar a resolver ese problema permitiendo que las partículas conserven su coherencia cuántica incluso mientras que el tamaño de una computadora del quántum se expande, Monroe dijo. “Esto es una especie de salida, un final de carrera”, dijo. “Podría permitirle mantener la pureza cuántica en un sistema grande”.

Fuente: www.seeker.com

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