O que são cristais de tempo, por que são tão estranhos e como podem ser um avanço para a tecnologia?
Em 2012, o físico americano Frank Wilczek propôs um conceito controverso para descrever um novo estado da matéria que desafiava as leis da física.
Wilczek, que os chamou de “cristais do tempo”, ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2004.
A princípio, vários de seus colegas disseram que era simplesmente impossível criar cristais de tempo, mas várias pesquisas em andamento, incluindo um estudo recente da Universidade de Granada na Espanha, começaram a mostrar que talvez seja possível criar esse estranho material.
A produção desses cristais nos permitiria medir o tempo e as distâncias com “precisão requintada”, como Wilczek escreveu em um artigo na revista Scientific American.
Mas o conhecimento sobre o assunto é tão incipiente que os cientistas mal conseguem imaginar como os cristais do tempo poderiam revolucionar áreas como a tecnologia quântica, as telecomunicações, a mineração ou a própria compreensão do universo.
Padrões repetidos
Primeiro, precisamos entender o que é um cristal. Na física, um cristal é definido como um objeto cujos átomos estão dispostos de forma a criar um padrão repetitivo.
Em um líquido, por exemplo, as moléculas são distribuídas simetricamente, como um enxame uniforme. Em um cristal, por outro lado, as moléculas são agrupadas formando redes e estruturas que criam uma sequência.
É por isso que Wilczek diz que “os cristais são as substâncias mais organizadas da natureza”. Se você olhar ao microscópio, poderá ver, por exemplo, as estruturas dos cristais de sal ou da neve.
Então, se já sabemos que um cristal é feito de padrões que se repetem no espaço, surge a questão com a qual a matéria se torna mais interessante: é possível criar um cristal cujos padrões não se repetem a cada certa distância, mas a cada certo tempo?
Rompendo a simetria
Como dissemos antes, um líquido é simétrico, ou seja, suas propriedades são as mesmas em qualquer um de seus pontos. Se de alguma forma essa simetria for rompida, o líquido deixa de ser líquido e se torna, por exemplo, um cristal.
Pense, por exemplo, na água. No estado líquido é simétrico, mas quando suas partículas congelam se transformam em cristais que rompem essa simetria, criando um padrão que se repete em toda a sua estrutura.
Em sua pesquisa, Hurtado e sua equipe queriam romper a simetria de um fluido, mas não no espaço, mas no tempo.
Para fazer isso, em um supercomputador, eles simularam a aplicação de algo chamado “campo externo de empacotamento” ao fluido.
O que esse campo faz é empurrar algumas das partículas do fluido e parar outras, com as quais há um acúmulo de partículas, que por sua vez produz uma onda que viaja constantemente pelo sistema.
O resultado foi que o grupo de partículas começou a viajar incessantemente pelo sistema.
É como se, paradoxalmente, seu estado de repouso fosse o movimento constante ao longo do tempo. “O sistema forma um pacote compacto de partículas que o faz viajar no tempo”, diz Hurtado.
Surge assim um estado da matéria que não se comporta como um fluido, mas também como um cristal sólido que costumamos ver.
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