Físicos de la Universidad de Nueva York han presentado un nuevo tipo de cristal temporal: una forma exótica de materia cuyas partículas participan en movimientos periódicos estables. Esto fue informado por la revista 'Physical Review Letters' (PRL).
A diferencia de los conceptos anteriores, el nuevo sistema opera en el mundo macroscópico, es visible a simple vista y se mantiene suspendido en el aire mediante sonido. Los cristales temporales son sistemas especiales cuyas partículas se mueven en ciclos repetitivos sin influencia externa. Fueron predichos teóricamente y confirmados experimentalmente hace una década. A pesar de sus propiedades fundamentales, estas estructuras son prometedoras para la computación cuántica y el almacenamiento de datos.
En la nueva investigación, los científicos crearon un cristal temporal mediante levitación acústica. Pequeñas esferas de poliestireno expandido se mantienen suspendidas en el aire mediante ondas sonoras estacionarias e interactúan entre sí a través de vibraciones acústicas.
«Las ondas sonoras pueden afectar a las partículas de la misma manera que las olas en la superficie del agua mueven una hoja», dice Mia Morrell, estudiante de posgrado de la Universidad de Nueva York.
Según ella, al colocar las partículas en un campo de ondas estacionarias, es posible mantenerlas suspendidas en el aire contra la gravedad. En este sistema, la interacción entre las partículas es inusual: las esferas más grandes emiten más sonido, mientras que las más pequeñas se ven afectadas con mayor fuerza. Como resultado, surge una interacción asimétrica.
«Imagina dos barcos de diferentes tamaños acercándose a la orilla: cada uno genera olas y afecta al otro de manera distinta», dice Morrell.
Esta asimetría hace que el sistema parezca violar la tercera ley de Newton (la igualdad de las fuerzas de acción y reacción). Las interacciones son desequilibradas, lo que garantiza vibraciones estables autónomas de las partículas, es decir, la formación de un cristal temporal.
El líder del estudio, el profesor de física David Grier, destacó especialmente la simplicidad del nuevo sistema:
«Aunque los cristales temporales pueden parecer exóticos y complejos, nuestro sistema es asombroso por su gran simplicidad», dice David Grier.
