Os físicos de Yale descobriram indícios de um cristal de tempo - uma forma de matéria que "faz tique" quando exposta a um pulso eletromagnético - no último lugar que esperavam:um cristal que você pode encontrar em um brinquedo de criança.

A descoberta significa que agora há novos quebra-cabeças para resolver, em termos de como os cristais de tempo se formam.

Cristais comuns, como sal ou quartzo, são exemplos de tridimensionais, cristais espaciais ordenados. Seus átomos são organizados em um sistema repetitivo, algo que os cientistas já sabem há um século.

Cristais de tempo, identificado pela primeira vez em 2016, são diferentes. Seus átomos giram periodicamente, primeiro em uma direção e depois em outra, como uma força pulsante é usada para virá-los. Esse é o "tique-taque". Além disso, o tique-taque em um cristal de tempo está travado em uma frequência particular, mesmo quando as mudanças de pulso são imperfeitas.

Os cientistas dizem que entender os cristais do tempo pode levar a melhorias nos relógios atômicos, giroscópios, e magnetômetros, bem como ajuda na construção de tecnologias quânticas potenciais. O Departamento de Defesa dos EUA anunciou recentemente um programa para financiar mais pesquisas em sistemas de cristal de tempo.

As novas descobertas de Yale são descritas em dois estudos, um em Cartas de revisão física e o outro em Revisão Física B . Os estudos representam o segundo experimento conhecido observando uma assinatura reveladora para um cristal de tempo discreto (DTC) em um sólido. Experimentos anteriores levaram a uma enxurrada de atenção da mídia no ano passado.

"Decidimos tentar procurar a assinatura DTC nós mesmos, "disse o professor de física de Yale Sean Barrett, investigador principal para os dois novos estudos. "Meu aluno Jared Rovny cultivou cristais de fosfato de monoamônio (MAP) para um experimento completamente diferente, então aconteceu de termos um em nosso laboratório. "

Os cristais MAP são considerados tão fáceis de cultivar que às vezes são incluídos em kits de cultivo de cristal destinados a crianças. Seria incomum encontrar uma assinatura de cristal de tempo dentro de um cristal MAP, Barrett explicou, porque se pensava que os cristais do tempo se formavam em cristais com mais "desordem" interna.

Os pesquisadores usaram ressonância magnética nuclear (NMR) para procurar uma assinatura DTC - e rapidamente a encontraram. "Nossas medições de cristal pareciam bastante impressionantes logo de cara, "Barrett disse." Nosso trabalho sugere que a assinatura de um DTC pode ser encontrada, em princípio, procurando em um kit infantil de cultivo de cristal. "

Outra coisa inesperada aconteceu, também. "Percebemos que apenas encontrar a assinatura DTC não prova necessariamente que o sistema tinha uma memória quântica de como surgiu, "disse o estudante de graduação de Yale, Robert Blum, um co-autor dos estudos. "Isso nos estimulou a tentar um eco de cristal do tempo, 'que revelou a coerência oculta, ou ordem quântica, dentro do sistema, "acrescentou Rovny, também um estudante de graduação de Yale e principal autor dos estudos.

Barrett observou que os resultados de sua equipe, combinado com experimentos anteriores, "apresentam um quebra-cabeça" para os teóricos que tentam entender como os cristais do tempo se formam.

"É muito cedo para dizer qual será a resolução para a teoria atual dos cristais de tempo discreto, mas as pessoas trabalharão nessa questão pelo menos nos próximos anos, "Barrett disse.