No ano passado, os físicos criaram um cristal do tempo – arranjos atômicos que repetem padrões de movimento – visível a olho nu. Mas as pesquisas mais recentes sobre esta excentricidade quântica podem representar mais do que alguns passos em frente.
Desta vez, o cristal, descrito em um recente Cartas de revisão física papel, é grande o suficiente para ser segurado na sua mão e levita. Descoberto por uma equipe de físicos da Universidade de Nova York (NYU), o novo tipo de cristal do tempo consiste em contas semelhantes a isopor que levitam sobre uma almofada sonora enquanto trocam ondas sonoras.
Se isso não fosse suficientemente estranho, o cristal do tempo faz isso violando a física newtoniana – e a equipe acredita que isso dá ao novo cristal um significado acadêmico e prático.
“Esta foi uma descoberta no sentido mais verdadeiro”, David G. Grierautor sênior do estudo e físico da NYU, disse ao Gizmodo. “Talvez o mais notável seja que um comportamento tão rico e interessante emerge de um sistema tão simples.”
O que são cristais do tempo?
Em 2012, o ganhador do Nobel Frank Wilczek lançado uma ideia para um cristal impossível que quebra as regras de simetria da física. Normalmente, os cristais sólidos mantêm uma rede contínua de seus respectivos componentes. Os cristais do tempo, no entanto, fazem exatamente o oposto, com os átomos individuais dentro deles mudando de posição ao longo do tempo em um padrão relativamente definido.
Na última década, os físicos conseguiram encontrar diversas versões da visão de Wilczek. Mas esses casos apresentavam principalmente cristais de tempo microscópicos de curto prazo, com poucas implicações práticas. Foi apenas no ano passado que uma equipe da Universidade do Colorado em Boulder proposto um design de cristal do tempo que podemos realmente ver.
O isopor encontra uma nova peculiaridade
O recém-descoberto cristal do tempo pode representar enormes avanços na relevância prática dos cristais do tempo. Por um lado, a conta do experimento é poliestireno expandido – o mesmo materials usado para embalar isopor.
A equipe transformou esse materials comum em um cristal do tempo, suspendendo contas de isopor em ondas sonoras. Por si só, a conta flutua imóvel, mas as coisas começam a mudar quando várias contas levitam juntas.
Neste sistema, cada conta espalha sua própria parcela de ondas sonoras. Isso contribui para um sistema geral de “interações desequilibradas” que essencialmente permite que as partículas coletem e forneçam energia das ondas sonoras, explicou Grier. “O ponto chave é que os cristais do tempo selecionam sua própria frequência sem serem informados sobre o que fazer por qualquer força externa.”
O mais simples de todos?
Além do mais, essas interações não estão vinculadas à terceira lei do movimento de Newton, que determina que dois corpos que exercem força um sobre o outro devem exercer a mesma quantidade de força em direções opostas.
“Pense em duas balsas de tamanhos diferentes se aproximando de um cais”, disse Mia Morrell, principal autora do estudo e estudante de pós-graduação na NYU, em uma universidade. declaração. “Cada um cria ondas de água que empurram o outro – mas em graus diferentes, dependendo do tamanho.”
De acordo com Grier, a simplicidade desta configuração do cristal do tempo torna-o potencialmente o “átomo de hidrogénio” para este fenómeno – destacando o seu potencial noutros contextos, como “os marca-passos neurais nos nossos corações para as tendências cíclicas nos mercados financeiros”.
“Esperamos que o estudo de um modelo mínimo forneça acesso aos insights mais profundos sobre o surgimento espontâneo de relógios em manifestações mais gerais e mais complexas”, acrescentou.
