Pesquisadores do Instituto de Física do Laser da Universität Hamburg conseguiram pela primeira vez perceber um cristal do tempo que quebra espontaneamente a simetria de tradução contínua do tempo. Eles relatam sua observação em um estudo publicado online pela revista Science quinta-feira, 9 de junho de 2022.
A ideia de um cristal do tempo remonta ao Prêmio Nobel Franck Wilczek, que primeiro propôs o fenômeno. Semelhante à água se transformando espontaneamente em gelo em torno do ponto de congelamento, quebrando assim a simetria de translação do sistema, a simetria de translação no tempo em um sistema dinâmico de muitos corpos quebra espontaneamente quando um cristal de tempo é formado.

Nos últimos anos, os pesquisadores já observaram cristais de tempo discretos ou Floquet em sistemas quânticos fechados e abertos periodicamente acionados. "Em todos os experimentos anteriores, no entanto, a simetria de tradução de tempo contínuo é quebrada por um impulso periódico de tempo", diz o Dr. Hans Keßler do grupo do Prof. Andreas Hemmerich no Cluster of Excellence CUI:Advanced Imaging of Matter. "O desafio para nós era realizar um sistema que quebrasse espontaneamente a simetria de tradução contínua do tempo."

Usando um condensado de Bose-Einstein dentro de uma cavidade óptica de alta fineza

Em seu experimento, os cientistas usaram um condensado de Bose-Einstein dentro de uma cavidade óptica de alta sutileza. Usando uma bomba independente do tempo, eles observaram uma fase de ciclo limite que é caracterizada por oscilações periódicas emergentes do número de fótons intracavitários acompanhadas pelo ciclo de densidade atômica através de padrões recorrentes.

Eles descobriram que a fase de tempo das oscilações assume valores aleatórios entre 0 e 2π, como esperado para simetria contínua espontaneamente quebrada. Ao identificar a área de estabilidade no espaço de parâmetros relevante e mostrar a persistência das oscilações do ciclo limite mesmo na presença de fortes perturbações temporais, os pesquisadores demonstraram a robustez da fase dinâmica. + Explorar mais

A primeira realização experimental de um cristal de tempo dissipativo