Os físicos realizaram um truque deslumbrante ao fazer os átomos incharem a centenas de vezes o seu tamanho usual, criando uma forma selvagem de matéria exótica. Essa coisa bizarra, conhecida como cristal de tempo, uma vez parecia algo saído de um filme de ficção científica, mas agora é uma realidade graças a um pouco de magia a laser.
Cientistas dispararam lasers em átomos de rubídio, fazendo com que eles ficassem tão excitados que se expandiram para um estado superdimensionado. Isso não é só para exibição. Esses átomos excitados abriram um novo playground para os pesquisadores explorarem o misterioso mundo dos cristais de tempo. Imagine um cristal que alterna entre dois estados infinitamente, sem perder energia—parece movimento perpétuo, certo? Mas não se empolgue demais; na verdade, ele não quebra as leis da física.
A técnica, recentemente destacada na revista Nature Physics, pode ser um divisor de águas para a computação quântica. Segundo Thomas Pohl, físico da Universidade de Viena, esse novo sistema nos aproxima de maneira tentadora da ideia original de cristais de tempo de Frank Wilczek. Wilczek, um laureado com o Nobel, propôs pela primeira vez os cristais de tempo em 2012, descrevendo-os como partículas que repetidamente “ticam” através do tempo, assim como os cristais comuns formam padrões no espaço.
Os físicos adoram isso porque mexe com nossa compreensão usual das leis da física. Normalmente, essas leis são simétricas no espaço e no tempo, o que significa que você obtém os mesmos resultados, não importa a direção ou o momento que está observando. Mas os cristais são rebeldes. Eles quebram a simetria espacial ao se alinharem em uma direção específica, mostrando que, mesmo que as leis da física permaneçam simétricas, os resultados não precisam ser.
Os cristais de tempo levam essa rebeldia ao próximo nível ao quebrar a simetria no tempo. Eles existem no menor nível de energia possível permitido pela mecânica quântica e alternam entre dois estados sem nunca desacelerar. Não, eles não são máquinas de movimento perpétuo que violam a segunda lei da termodinâmica. Eles são impulsionados por lasers, o que significa que nem ganham nem perdem energia. Então, são mais como uma festa de dança quântica onde o ritmo nunca para.
Desde a proposta alucinante de Wilczek, vários cristais de tempo foram criados, cada um oferecendo sua própria visão única dessa fase estranha da matéria. Para sua última criação, os pesquisadores usaram átomos de rubídio em um estado de Rydberg. Este estado é como a versão atômica de uma alta de açúcar, onde os elétrons estão tão excitados que fazem o átomo inchar a centenas de vezes seu tamanho normal.
Ao disparar luz laser em um recipiente de vidro cheio de gás de rubídio, os físicos carregaram os átomos com uma quantidade enorme de energia extra. A luz laser deixou os elétrons agitados, fazendo com que o espaço entre os núcleos atômicos e as camadas externas dos elétrons se expandisse massivamente. Pense nisso como inflar um balão, mas em nível atômico.
Esse inchaço atômico levou a algo bem legal. Os átomos de rubídio, agora em seus estados de Rydberg, comportaram-se de uma maneira perfeita para estudar cristais de tempo. Eles alternaram entre dois estados infinitamente sem perder energia, proporcionando uma nova forma de investigar as peculiaridades desses cristais que desafiam o tempo.
Então, embora pareça algo saído de um romance futurista, esses cristais de tempo são muito reais e podem abrir caminho para o próximo grande salto na tecnologia quântica.
