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Estamos un paso más cerca de los cristales de tiempo que se pueden utilizar con fines prácticos.
El nuevo trabajo experimental dio temperatura ambiente tiempo de cristal en un sistema que no está aislado de su entorno.
Esto, dicen los investigadores, allana el camino para cristales de tiempo a escala de chip que se pueden usar en el mundo real, lejos del costoso equipo de laboratorio necesario para operarlos.
«Cuando su sistema experimental intercambia energía con su entorno, la dispersión y el ruido trabajan de la mano para destruir el orden temporal». dice el ingeniero Hossein Taher De la Universidad de California, Riverside.
«En nuestra plataforma de fotones, el sistema equilibra la ‘pérdida de beneficios’ para crear y mantener cristales de tiempo».
Se ha demostrado que los cristales de tiempo, a veces llamados cristales de espacio-tiempo, existen hace solo unos años y son tan atractivos como su nombre lo indica. Son una fase de la materia que es muy similar a los cristales ordinarios, con una propiedad adicional muy fuerte.
En los cristales regulares, los átomos constituyentes están dispuestos en un estructura de red tridimensional fija – Un buen ejemplo es la red atómica de diamante o cristal de cuarzo. Estas cuadrículas repetitivas pueden variar en configuración, pero no se mueven mucho dentro de un diseño determinado. solo se repiten espacialmente.
Los átomos en los cristales del tiempo se comportan un poco diferente. Fluctúan, rotando primero en una dirección y luego en la otra. Estas fluctuaciones, llamadas «tics», se bloquean regularmente, con cierta frecuencia. Donde la estructura de los cristales regulares se repite en el espacio, en los cristales del tiempo se repite en el espacio-tiempo.
Para estudiar los cristales de tiempo, los científicos suelen utilizar condensados de Bose-Einstein de cuasipartículas de magnesio. Deben almacenarse a temperaturas inusualmente bajas, muy cercanas al cero absoluto. Esto requiere una gran cantidad de equipos de laboratorio sofisticados y especializados.
En su nueva investigación, Taher և y su equipo crearon un cristal del tiempo sin congelarse. Sus cristales de tiempo eran sistemas cuánticos completamente ópticos creados a temperatura ambiente. Primero, tomaron un pequeño micro-resonador, un disco hecho de vidrio de fluoruro de magnesio de solo un milímetro de diámetro. Luego bombardearon este microrresonador óptico con dos rayos láser.
Las subunidades autosuficientes (solitones) generadas por las frecuencias generadas por los dos rayos láser mostraron la formación de cristales de tiempo. El sistema crea una trampa de celosía giratoria para solitones ópticos, que luego muestran la periodicidad.
El equipo solía mantener la integridad del sistema a temperatura ambiente. bloque de autoinyección, una técnica que asegura que la salida del láser se mantenga en una determinada frecuencia óptica. Esto significa que el sistema puede transportarse desde el laboratorio y usarse para aplicaciones de campo, dijeron los investigadores.
Además de los posibles estudios futuros de las propiedades de los cristales de tiempo, como las transiciones de fase, las interacciones de los cristales de tiempo, el sistema se puede utilizar para realizar nuevas mediciones de tiempo. Los cristales del tiempo pueden incluso integrarse un día computadoras cuánticas.
«Esperamos que este sistema fotónico se pueda utilizar en fuentes de radiofrecuencia compactas» ligeras «con alta estabilidad, así como en tiempos precisos». Taher dice.
La investigación del equipo ha sido publicada. Comunicaciones de la naturaleza.
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