Uma equipe de cientistas chineses criou um novo estado da matéria: cristais de tempo que, ao contrário dos cristais comuns — que possuem padrões repetitivos no espaço — exibem padrões cíclicos no tempo.
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Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature Physics, marcando um marco na física quântica e abrindo novas possibilidades para a pesquisa e aplicação de cristais de tempo no futuro.
O que significa que um cristal tenha padrões cíclicos no tempo?
Isso significa que seus átomos não apenas estão ordenados em uma estrutura espacial fixa, mas também se comportam de maneira periódica ao longo do tempo.
Vamos lembrar que um aspecto fundamental da física clássica é a "seta do tempo", que estabelece que o tempo avança em uma única direção; no entanto, os cristais de tempo parecem "dobrar" essa seta, mostrando um comportamento temporal que desafia essa noção. Isso abre um campo completamente novo de estudo sobre como entendemos o tempo e a evolução dos sistemas físicos.
Funcionam à temperatura ambiente
O que torna essa descoberta ainda mais impressionante é que os cientistas conseguiram fazer com que esses cristais de tempo funcionem em temperatura ambiente.
E é que, tradicionalmente, para estudar estados quânticos avançados é necessário resfriar os átomos até quase o zero absoluto. Isso requer enormes quantidades de energia e pode causar a perda de átomos, reduzindo a durabilidade do sistema.
Ao utilizar átomos de rubídio inflados à temperatura ambiente, os pesquisadores eliminaram a necessidade de resfriamento extremo. Este avanço não só representa uma economia de energia considerável, mas também oferece uma maior estabilidade e durabilidade desses cristais de tempo.
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Como conseguiram isso?
A equipe usou átomos de Rydberg, estimulando-os até que seus elétrons atingiram níveis de energia mais distantes do núcleo. Esse estado permite que os átomos fiquem mais separados, reduzindo suas interações e criando um sistema de muitos corpos que poderia ter aplicações em computadores quânticos.
Em seus experimentos, os cientistas observaram que os átomos de rubídio exibiam um movimento rítmico característico de cristais de tempo, tudo isso em uma célula de gás em temperatura ambiente. Este método demonstra uma estabilidade significativamente maior em comparação com técnicas que exigem condições ultrafrias.
Esta descoberta não só desafia nossos conceitos atuais de física, mas também promete revolucionar tecnologias futuras, especialmente no campo da computação quântica.
