Ciencia

Físicos crean un cuasicristal de tiempo dentro de un diamante, marcando un avance en física cuántica

Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de Harvard ha logrado generar un cuasicristal de tiempo, un fenómeno cuántico inédito, en un trozo de diamante de solo 1 milímetro de ancho. El descubrimiento, publicado en la revista Physical Review X ofrece nuevas perspectivas en la computación cuántica y la cronometría de precisión.

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Físicos crean un cuasicristal de tiempo dentro de un diamante, marcando un avance en física cuántica

Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de Harvard ha logrado generar un cuasicristal de tiempo, un fenómeno cuántico inédito, en un trozo de diamante de solo 1 milímetro de ancho. El descubrimiento, publicado en la revista Physical Review X ofrece nuevas perspectivas en la computación cuántica y la cronometría de precisión.

“Este avance demuestra las posibilidades extraordinarias que los cristales de tiempo nos brindan para explorar el universo cuántico”

– Afirmó Guanghui He, uno de los investigadores principales.

30/3/2025

El 12 de marzo de 2025, los físicos Guanghui He, Bingtian Ye y otros investigadores asociados a la Universidad de Washington y la Universidad de Harvard dieron a conocer en la publicación científica Physical Review X la creación de un cuasicristal de tiempo, utilizando un diminuto trozo de diamante de solo 1 milímetro de ancho como base. Este fenómeno físico se distingue por patrones temporales estructurados no repetitivos que desafían los conceptos convencionales de periodicidad en cristales.

La creación de este cuasicristal de tiempo involucró la utilización de láseres y haces de nitrógeno para modificar la estructura del diamante. Este proceso provocó vacantes mediante el desplazamiento de átomos de carbono, alcanzando más de un millón de vacantes con un tamaño aproximado de 1 micrómetro cada una dentro del material. Estas vacantes son esenciales para la formación del cuasicristal, ya que alteran la dinámica del sistema para que los átomos vibren a diferentes frecuencias. Esto genera una estructura no periódica que recuerda a un acorde musical, en contraste con una nota singular que se encontraría en sistemas más tradicionales.

El comportamiento del cuasicristal fue observado durante cientos de ciclos antes de que comenzara a descomponerse, lo que subraya su carácter transitorio y su sensibilidad a factores externos, como las interferencias. Estos resultados marcan un avance no solo en el entendimiento teórico, sino en las aplicaciones prácticas que estas estructuras podrían ofrecer.

Entre los usos más destacados de los cuasicristales de tiempo se encuentran las potenciales aplicaciones en la computación cuántica. Podrían actuar como una forma nueva y avanzada de memoria cuántica, permitiendo el almacenamiento de información durante más tiempo, similar a lo que hace una memoria RAM cuántica. Otras áreas donde podrían resultar útiles incluyen la cronometría de alta precisión y la elaboración de sensores cuánticos más sensibles y exactos.

El concepto de cristal de tiempo no es nuevo. Fue propuesto en 2012 por el físico teórico Frank Wilczek, ganador del Premio Nobel, y observado por primera vez en experimentos realizados en 2016. En términos generales, los cristales de tiempo son sistemas que muestran movimiento perpetuo en su estado fundamental, sin gasto energético, rompiendo las expectativas comunes de la física clásica. La incorporación del concepto de "cuasicristales", sólidos ordenados pero no periódicos, lleva esta investigación a un nivel más abstracto y sofisticado.

Este avance representa una nueva etapa en la búsqueda de comprender y controlar fenómenos cuánticos complejos. Los cuasicristales de tiempo, mediante su particular estructura temporal, abren caminos inéditos para entender las propiedades de la materia y el tiempo en sistemas microscópicos, igualmente allanando nuevas rutas hacia tecnologías innovadoras.

Aunque los cristales de tiempo puedan parecer incompatibles con las leyes de la termodinámica clásica, estas estructuras sorprendieron al mundo científico al demostrar que sistemas cuánticos pueden romper la simetría temporal sin violar principios fundamentales. Este descubrimiento remonta sus bases teóricas a apenas hace 13 años.

Algo Curioso

“Este avance demuestra las posibilidades extraordinarias que los cristales de tiempo nos brindan para explorar el universo cuántico”

– Afirmó Guanghui He, uno de los investigadores principales.

Mar 30, 2025
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El 12 de marzo de 2025, los físicos Guanghui He, Bingtian Ye y otros investigadores asociados a la Universidad de Washington y la Universidad de Harvard dieron a conocer en la publicación científica Physical Review X la creación de un cuasicristal de tiempo, utilizando un diminuto trozo de diamante de solo 1 milímetro de ancho como base. Este fenómeno físico se distingue por patrones temporales estructurados no repetitivos que desafían los conceptos convencionales de periodicidad en cristales.

La creación de este cuasicristal de tiempo involucró la utilización de láseres y haces de nitrógeno para modificar la estructura del diamante. Este proceso provocó vacantes mediante el desplazamiento de átomos de carbono, alcanzando más de un millón de vacantes con un tamaño aproximado de 1 micrómetro cada una dentro del material. Estas vacantes son esenciales para la formación del cuasicristal, ya que alteran la dinámica del sistema para que los átomos vibren a diferentes frecuencias. Esto genera una estructura no periódica que recuerda a un acorde musical, en contraste con una nota singular que se encontraría en sistemas más tradicionales.

El comportamiento del cuasicristal fue observado durante cientos de ciclos antes de que comenzara a descomponerse, lo que subraya su carácter transitorio y su sensibilidad a factores externos, como las interferencias. Estos resultados marcan un avance no solo en el entendimiento teórico, sino en las aplicaciones prácticas que estas estructuras podrían ofrecer.

Entre los usos más destacados de los cuasicristales de tiempo se encuentran las potenciales aplicaciones en la computación cuántica. Podrían actuar como una forma nueva y avanzada de memoria cuántica, permitiendo el almacenamiento de información durante más tiempo, similar a lo que hace una memoria RAM cuántica. Otras áreas donde podrían resultar útiles incluyen la cronometría de alta precisión y la elaboración de sensores cuánticos más sensibles y exactos.

El concepto de cristal de tiempo no es nuevo. Fue propuesto en 2012 por el físico teórico Frank Wilczek, ganador del Premio Nobel, y observado por primera vez en experimentos realizados en 2016. En términos generales, los cristales de tiempo son sistemas que muestran movimiento perpetuo en su estado fundamental, sin gasto energético, rompiendo las expectativas comunes de la física clásica. La incorporación del concepto de "cuasicristales", sólidos ordenados pero no periódicos, lleva esta investigación a un nivel más abstracto y sofisticado.

Este avance representa una nueva etapa en la búsqueda de comprender y controlar fenómenos cuánticos complejos. Los cuasicristales de tiempo, mediante su particular estructura temporal, abren caminos inéditos para entender las propiedades de la materia y el tiempo en sistemas microscópicos, igualmente allanando nuevas rutas hacia tecnologías innovadoras.

Aunque los cristales de tiempo puedan parecer incompatibles con las leyes de la termodinámica clásica, estas estructuras sorprendieron al mundo científico al demostrar que sistemas cuánticos pueden romper la simetría temporal sin violar principios fundamentales. Este descubrimiento remonta sus bases teóricas a apenas hace 13 años.

El 12 de marzo de 2025, los físicos Guanghui He, Bingtian Ye y otros investigadores asociados a la Universidad de Washington y la Universidad de Harvard dieron a conocer en la publicación científica Physical Review X la creación de un cuasicristal de tiempo, utilizando un diminuto trozo de diamante de solo 1 milímetro de ancho como base. Este fenómeno físico se distingue por patrones temporales estructurados no repetitivos que desafían los conceptos convencionales de periodicidad en cristales.

La creación de este cuasicristal de tiempo involucró la utilización de láseres y haces de nitrógeno para modificar la estructura del diamante. Este proceso provocó vacantes mediante el desplazamiento de átomos de carbono, alcanzando más de un millón de vacantes con un tamaño aproximado de 1 micrómetro cada una dentro del material. Estas vacantes son esenciales para la formación del cuasicristal, ya que alteran la dinámica del sistema para que los átomos vibren a diferentes frecuencias. Esto genera una estructura no periódica que recuerda a un acorde musical, en contraste con una nota singular que se encontraría en sistemas más tradicionales.

El comportamiento del cuasicristal fue observado durante cientos de ciclos antes de que comenzara a descomponerse, lo que subraya su carácter transitorio y su sensibilidad a factores externos, como las interferencias. Estos resultados marcan un avance no solo en el entendimiento teórico, sino en las aplicaciones prácticas que estas estructuras podrían ofrecer.

Entre los usos más destacados de los cuasicristales de tiempo se encuentran las potenciales aplicaciones en la computación cuántica. Podrían actuar como una forma nueva y avanzada de memoria cuántica, permitiendo el almacenamiento de información durante más tiempo, similar a lo que hace una memoria RAM cuántica. Otras áreas donde podrían resultar útiles incluyen la cronometría de alta precisión y la elaboración de sensores cuánticos más sensibles y exactos.

El concepto de cristal de tiempo no es nuevo. Fue propuesto en 2012 por el físico teórico Frank Wilczek, ganador del Premio Nobel, y observado por primera vez en experimentos realizados en 2016. En términos generales, los cristales de tiempo son sistemas que muestran movimiento perpetuo en su estado fundamental, sin gasto energético, rompiendo las expectativas comunes de la física clásica. La incorporación del concepto de "cuasicristales", sólidos ordenados pero no periódicos, lleva esta investigación a un nivel más abstracto y sofisticado.

Este avance representa una nueva etapa en la búsqueda de comprender y controlar fenómenos cuánticos complejos. Los cuasicristales de tiempo, mediante su particular estructura temporal, abren caminos inéditos para entender las propiedades de la materia y el tiempo en sistemas microscópicos, igualmente allanando nuevas rutas hacia tecnologías innovadoras.

Aunque los cristales de tiempo puedan parecer incompatibles con las leyes de la termodinámica clásica, estas estructuras sorprendieron al mundo científico al demostrar que sistemas cuánticos pueden romper la simetría temporal sin violar principios fundamentales. Este descubrimiento remonta sus bases teóricas a apenas hace 13 años.

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