Cientistas da Universidade de Maryland e da Universidade da Califórnia-Berkeley criaram com sucesso algo que antes era considerado teoricamente impossível.
Esse algo é uma cadeia de íons, que é a primeira encarnação do chamado cristal espaço-tempo, um cristal cuja estrutura consiste em elementos que se repetem não apenas no espaço, mas também no tempo. A própria existência de tais cristais viola algumas das leis físicas fundamentais, o que causa uma série de efeitos exóticos. Por exemplo, um relógio construído com base nesse cristal irá “tiquetaquear” mesmo após a morte térmica do Universo, no momento em que todo movimento pára e o tempo, segundo alguns cientistas, simplesmente pára.
Enquanto os cristais comuns têm uma estrutura cristalina que consiste nos mesmos elementos alternados, um cristal do espaço-tempo está em movimento, retornando a uma certa forma em intervalos regulares. Ao mesmo tempo, para garantir o movimento dos elementos do cristal do espaço-tempo e alterar sua estrutura, nenhuma energia é necessária, proveniente de uma fonte externa. A possibilidade teórica de criar tais cristais em 2012 foi comprovada por Frank Wilczek, físico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, embora a maioria dos outros cientistas tenha negado e continue a negar essa possibilidade.
O cristal de tempo criado pelos cientistas é um sistema de anéis quânticos composto de átomos de itérbio que podem girar em duas direções, para cima ou para baixo. Usando luz laser, os cientistas controlaram a direção de rotação dos íons em uma das metades da cadeia circular. No sistema quântico criado, a rotação de cada um tem um efeito sobre os íons vizinhos, e tal efeito levou ao fato de que os íons "invertidos", tendo passado na maioria dos casos um círculo completo, retornam ao seu estado original. Ao mesmo tempo, o tempo para retornar ao estado inicial é exatamente o dobro do tempo gasto pelo íon para percorrer o caminho desde o início condicional do círculo até o ponto de sua "reviravolta".
Os cientistas descobriram que os íons voltam à orientação original da direção de sua rotação sempre na mesma velocidade, que não depende do momento no tempo e do ponto no espaço. Isso, por sua vez, indica que o sistema quântico reage de forma estritamente definida a “perturbações” em seu estado. E tudo isso lembra muito o comportamento dos átomos na estrutura cristalina de um cristal, que se movem de seu lugar sob qualquer influência externa.
A criação da primeira amostra de um cristal de espaço-tempo é de grande importância para a física devido ao fato de que a existência de tal cristal viola um conceito físico fundamental, a simetria. E mais pesquisas nesta direção podem levar à identificação de algumas leis completamente novas da física e da mecânica quântica, com base nas quais será possível criar tecnologias que agora podem ser consideradas algo da categoria da ficção científica.
