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1 de Agosto de 2013
Física cuántica

Cristales temporales

Una intrigante propuesta, basada en el concepto de ruptura de simetría bajo traslaciones en el tiempo, podría abrir el camino a un nuevo campo de investigación.

NATURE 493, 2013

Filósofos, físicos y escritores han reflexionado desde siempre sobre la eterna periodicidad que llena nuestras vidas, desde el latido del corazón hasta las órbitas de los planetas. Isaac Newton y Leonardo da Vinci investigaron el movimiento perpetuo y concluyeron que se trataba de un asunto para la alquimia. Curiosamente, hoy sabemos que el movimiento perpetuo es posible. Otra cosa son las oscilaciones perpetuas.

Desde hace unos meses asistimos a un nuevo debate sobre la relación entre el tiempo y una de las nociones más importantes de la física moderna: la ruptura espontánea de simetría. Este último concepto puede entenderse tomando como ejemplo un simple copo de nieve. A medida que el agua cristaliza, su energía disminuye a lo largo de un proceso en el que la homogeneidad e isotropía de la fase líquida se desvanecen. La ruptura de simetría ocupa un lugar fundamental en el mundo en que vivimos: la orientación del cristal líquido de las pantallas de televisión o el corto alcance de las interacciones nucleares débiles dependen de ella. En tales casos, sin embargo, la ruptura de simetría deja inalterada la homogeneidad del tiempo. Pero en nuestro mundo abundan también los relojes: periodicidades y oscilaciones que rompen la simetría bajo desplazamientos temporales.

Tres artículos publicados en octubre del año pasado en Physical Review Letters han propuesto y explorado un concepto evocador: el de cristal temporal. Dado que un cristal ordinario se caracteriza por ser una estructura periódica en el espacio, ¿acaso no podría un sistema físico desarrollar de manera espontánea una periodicidad temporal? En la naturaleza no faltan ejemplos de sistemas físicos oscilatorios. Valgan como ejemplos el sonido en el tubo de un órgano o de cualquier tipo de reloj. Sin embargo, tales sistemas necesitan recibir un aporte energético para mantener su ritmo. Un cristal temporal, en cambio, no requeriría ninguna energía adicional. Al igual que sus primos espaciales, se formaría de manera espontánea, sin una fuerza que rija el proceso.

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