4214: “Grande conquista”. Cientistas observam cristais do tempo a interagir pela primeira vez

CIÊNCIA/FÍSICA

JanDerChemiker / Wikimedia

Uma equipa de cientistas da Universidade de Lancaster, no Reino Unido, induziu e observou pela primeira vez a interacção entre dois cristais do tempo.

Entende-se por cristal do tempo um objecto que parece ter movimento enquanto está no seu estado fundamental, o estado de mais baixa energia. A sua existência foi proposta pela primeira vez em em 2012 por Frank Wilczek, Nobel da Física em 2004.

Trata-se de um bizarro estado da matéria em que os átomos se organizam num padrão repetitivo, semelhante ao que é encontrado em metais ou rochas cristalinas.

Foram baptizados de cristais do tempo do tempo porque, além de estarem organizados num padrão no espaço, estes átomos possuem também um movimento constante no tempo, tal como escreve o portal Futurism. O fenómeno só foi observado algumas vezes desde que os cristais dos tempos foram sintetizados pela primeira vez, frisa o portal Science Alert.

São elementos semelhantes aos cristais normais, mas com propriedades especiais.

Agora, uma equipa internacional de cientistas, liderada pela Universidade de Lancaster, foi um pouco mais longe, observando a interacção entre dois destes cristais.

“Controlar a interacção de dois cristais do tempo é uma grande conquista”, disse o autor principal do estudo, Samuli Autti, da Universidade de Lancaster. “Antes disso, ninguém tinha observado dois cristais do tempo no mesmo sistema, muito menos vê-los interagir”.

E acrescenta, citado em comunicado: “As interacções controladas são o ponto número um na lista de desejos de qualquer pessoa que queira aproveitar um cristal de tempo para aplicações práticas, como o processamento de informações quânticas”.

A descoberta poderá ser directamente utilizada nos relógios atómicos, capazes de medir o tempo com muito mais precisão do que os relógios comuns, recorrendo a mudanças minúsculas nas frequências, e foram utilizados na criação do GPS.

“Os nosso resultados demonstram que os cristais do tempo obedecem à dinâmica geral da mecânica quântica e oferecem uma base para investigar de forma mais profunda as propriedades fundamentais destas fases, abrindo caminhos para possíveis aplicações em campos de desenvolvimento, como o processamento de informação quântica“, pode ler-se no estudo, cujos resultados foram publicados na revista Nature Materials.

Para fazer esta observação, os cientistas analisaram um isótopo raro de hélio – o hélio-3 – que tem um neutrão ausente, a um décimo de de milésimo de grau do zero absoluto (-273,15 graus Celsius). A estas baixas temperaturas, o hélio foram um “super fluído”, comportando-se como um líquido com viscosidade zero. Neste estado, os cientistas criaram dois cristais do tempo e permitiram que estes interagissem, tocando-se.

Físicos descobrem cristais do tempo em lojas de brinquedos

Uma nova descoberta está a intrigar os cientistas. Características de cristais do tempo foram encontradas no lugar mais inesperado: um…

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Por ZAP
24 Agosto, 2020

 

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528: Cristais do tempo podem ser encontrados em lojas de brinquedos

JanDerChemiker / Wikimedia

Uma nova descoberta está a intrigar os cientistas. Características de cristais do tempo foram encontradas no lugar mais inesperado: um composto descoberto em fertilizantes e em kits infantis de formação de cristais.

Um cristal do tempo é um objecto que parece ter movimento enquanto está no seu estado fundamental, o estado de mais baixa energia. A ideia foi proposta em 2012 por Frank Wilczek, Nobel da Física em 2004, mas desde então o cristal só permaneceu possível na teoria.

Uma descoberta recente está a intrigar os cientistas, dado que características destes misteriosos cristais foram encontradas no lugar mais inesperado: um composto descoberto em fertilizantes – o fosfato monoamónio (MAP) – e em kits infantis de formação de cristais.

Físicos da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, estão agora a tentar perceber como é que é possível encontrarmos cristais do tempo em lojas comuns, até porque esta descoberta levanta questões sobre a formação destes cristais.

No caso dos cristais normais, os átomos estão dispostos numa estrutura fixa, como a rede atómica de um diamante ou de um cristal de quartzo. Estas redes repetidas podem ser diferentes ao nível da sua configuração, mas não se movem muito. Aliás, elas repetem-se no espaço, mas não no tempo.

Pelo contrário, os cristais do tempo têm algumas propriedades bizarras que os diferem de outros cristais. A olho nu, parecem cristais comuns, mas os seus átomos oscilam quando expostos a um pulso electromagnético.

Por serem tão novos, os cristais do tempo (DTCs na sigla em inglês) foram apenas observados uma vez num cristal sólido, quando físicos da Universidade de Harvard criaram um cristal do tempo a partir de um diamante.

Nas primeiras experiências, o comportamento do cristal temporal foi demonstrado numa linha de átomos de itérbio. Mas o mais recente cristal temporal, encontrado em Yale, é diferente.

“Decidimos procurar a assinatura do DTC”, disse o físico Sean Barrett, autor dos dois mais recentes artigos científicos, um publicado na Physical Review Letters e outro publicado na Physical Review B. “Um aluno meu tinha desenvolvido cristais de fosfato monoamónio (MAP) para uma experiência completamente diferente, pelo que tínhamos um no nosso laboratório”, explicou.

Os cristais de fosfato monoamónio são incrivelmente fáceis de desenvolver, tanto que as instruções e kits estão ao alcance de todos e disponíveis na Internet.

Anteriormente, pensava-se que as assinaturas de cristais do tempo só poderiam acontecer dentro de um ambiente mais desordenado. No entanto, depois de submeter os cristais de fosfato monoamónio a ressonância magnética nuclear, a equipa encontrou assinaturas cristalinas de tempo claras dentro de um cristal espacial altamente ordenado.

“As nossas impressões pareceram-nos logo impressionantes”, disse Barrett. “A nossa investigação sugere que a assinatura de um cristal do tempo pode ser encontrada, em princípio, através de um kit de desenvolvimento de cristais para crianças“.

Cristais do tempo têm grande potencial para aplicações práticas, dado que poderiam ser usados ​​para melhorar a nossa actual tecnologia de relógio atómico – relógios complexos que marcam o tempo mais preciso que podemos alcançar.

Poderiam também melhorar tecnologia, como giroscópios, e sistemas que dependem de relógios atómicos, como o GPS, além de ajudar ajudar em experiências quânticas de entrelaçamento.

Mas há uma incógnita que se mantém: se cristais de tempo podem ocorrer dentro de arranjos espaciais ordenados em cristais comuns, os especialistas terão que descobrir como é que esse processo acontece e por que motivo um grande número de cristais comuns não exibe assinaturas de cristal do tempo.

“É muito cedo para dizer qual será a resolução para a actual teoria dos cristais de tempo, mas estamos a trabalhar nesta questão”, garante Barrett.

ZAP // HypeScience / ScienceAlert

Por ZAP
10 Maio, 2018

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