Cristais do tempo: o que são e por que você deve se importar

por Lucas
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Os cristais do tempo são uma fase de matéria relativamente nova e fascinante, distinta da compreensão tradicional de cristais. Ao contrário de cristais regulares, que são definidos por sua estrutura atômica organizada no espaço, os cristais do tempo têm uma periodicidade inerente no tempo. Este conceito foi articulado por Kostyantyn Kechedzhi, cientista pesquisador sênior do Google, que explicou que em um cristal do tempo, as partículas se organizam em um movimento periódico que persiste indefinidamente. Esta periodicidade no tempo, ao invés do espaço, distingue os cristais do tempo da matéria convencional.

A característica definidora de um cristal do tempo é o movimento periódico envolvendo muitos objetos interativos. Este movimento, diferente das órbitas previsíveis em um sistema como a configuração Terra-Lua, não se simplifica apenas a dois objetos. Os cristais do tempo envolvem complexas interações entre múltiplos objetos. O movimento planetário, frequentemente usado como analogia, não é uma representação precisa, pois o verdadeiro comportamento planetário é caótico e sujeito a mudanças significativas ao longo de longos períodos.

Cristais do tempo e mecânica quântica

Os cristais do tempo têm atraído grande interesse na física quântica devido às suas propriedades únicas que desafiam as compreensões convencionais de movimento e termodinâmica. Samuli Autti, pesquisador associado em física na Universidade de Lancaster, destacou a peculiaridade dos cristais do tempo estarem em movimento perpétuo sem entrada externa. Este movimento perpétuo aparentemente contradiz as leis da termodinâmica, mas é possibilitado pelas peculiaridades da mecânica quântica.

No domínio da física quântica, as partículas existem em um estado de superposição, incorporando todos os estados potenciais simultaneamente até serem observadas. Este efeito observador na mecânica quântica permite que os cristais do tempo, de certa forma, evitem as leis da termodinâmica. Eles podem manter o movimento perpétuo enquanto não forem diretamente observados. Esta propriedade coloca os cristais do tempo na vanguarda da pesquisa que explora a interface entre a física quântica e a clássica, potencialmente oferecendo insights na transição da física quântica para a clássica.

Além disso, os cristais do tempo podem oferecer uma perspectiva única sobre a natureza do tempo em si. Chetan Nayak, engenheiro de pesquisa na Microsoft Station Q, Universidade da Califórnia, Santa Barbara, apontou que o tempo é frequentemente tratado como um outlier na física clássica. A introdução de cristais do tempo na narrativa científica pode trazer o tempo para dentro como uma dimensão mais padrão, no mesmo nível das dimensões espaciais.

Aplicações potenciais e acessibilidade

Apesar de sua atual situação como assunto principalmente acadêmico, os cristais do tempo têm potencial para avanços tecnológicos significativos. Kostyantyn Kechedzhi comparou os cristais do tempo a fenômenos como supercondutividade e ferromagnetismo, conhecidos por sua quebra espontânea de simetria. Os cristais do tempo quebram a simetria de tradução temporal, uma propriedade única no mundo físico. Essa quebra de simetria, particularmente em condições não-equilíbrio, sugere possibilidades de aplicações tecnológicas ainda a serem totalmente realizadas.

Quanto às aplicações práticas, as possibilidades são ainda em grande parte especulativas. Os cristais do tempo poderiam se tornar blocos de construção para dispositivos quânticos operáveis ​​fora de condições de laboratório. À medida que a pesquisa progride, eles podem encontrar papéis em tecnologias que envolvem recursos quânticos, potencialmente até em dispositivos cotidianos como smartphones.

O acesso aos cristais do tempo não é direto. Sua criação geralmente requer equipamentos avançados encontrados em laboratórios de física, como supercomputadores ou aparelhos para resfriar gases a temperaturas próximas do zero absoluto. A primeira descoberta acidental de um cristal do tempo pela Universidade de Maryland em 2017 demonstrou sua natureza esquiva. Mesmo com os avanços recentes, criar e manter cristais do tempo por longos períodos continua sendo um desafio.

Curiosamente, um cristal do tempo foi identificado em um brinquedo comum para crianças, um kit de crescimento de cristais, por pesquisadores da Universidade de Yale. Essa descoberta implica que sinais de comportamento de cristal do tempo podem ser potencialmente observados em materiais simples e cotidianos sob as condições certas. Essa acessibilidade fornece uma reviravolta única na narrativa dos cristais do tempo, sugerindo que eles podem não ser tão remotos e inatingíveis quanto se pensava. No entanto, por enquanto, os cristais do tempo permanecem principalmente um assunto de interesse acadêmico e pesquisa, com seu potencial completo e aplicações ainda a serem explorados e compreendidos.

Fonte: IFLScience

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