Un grupo de físicos creó un tipo nuevo de cristal de tiempo que combina orden y caos para mostrar otra forma en que la materia puede llevar un ritmo propio.

Lo llamaron cristal de tiempo rondeau porque repite patrones en el tiempo, pero nunca de la misma manera. En el corto plazo parece caótico, pero a largo plazo surge un orden claro.

El equipo, de la Universidad de California en Berkeley y el Instituto Max Planck, explicó que aparece un tipo distinto de organización temporal cuando se rompe la repetición perfecta de un impulso.

Los cristales de tiempo se propusieron en 2012 y se lograron observar por primera vez en 2016, abriendo un campo totalmente nuevo en física.

Un cristal normal, como un diamante, repite su estructura atómica en el espacio. Si superpones dos partes del cristal, encajan perfectamente.

En un cristal de tiempo, las partículas siguen un patrón repetitivo que no depende de un empujón externo. Oscilan en su estado de energía más bajo siguiendo un ritmo propio.

También existen los cuasicristales de tiempo, que tienen reglas internas pero no repiten sus patrones, como los mosaicos de Penrose.

El cristal rondeau mezcla ambas ideas: tiene un tema que vuelve una y otra vez, pero entre cada repetición aparece una variación desordenada.

Los investigadores comparan este efecto con un rondó musical, donde un tema regresa después de secciones distintas. Incluso mencionan el famoso “Rondo alla Turca” de Mozart.

Para crear este sistema usaron defectos a escala atómica dentro de un diamante, específicamente centros de vacante de nitrógeno.

Son sitios donde falta un átomo junto a uno de nitrógeno, lo que permite manipular los espines nucleares cercanos con mucha precisión.

Con láseres excitaron estos centros y lograron hiperpolarizar los espines del carbono-13 dentro del diamante.

Luego usaron un generador de pulsos programable para enviar secuencias de impulsos que iban desde totalmente periódicas hasta casi aleatorias.

El equipo siguió cientos de ciclos para ver cómo respondía el sistema y descubrió que a veces el cristal de tiempo mantenía su comportamiento durante más de cuatro segundos.

Dentro de cada ciclo había desorden, pero si miraban solo el inicio de cada uno, el estado general se repetía sin fallas, como si una luz estroboscópica revelara un patrón escondido.

Después llevaron el experimento más lejos y codificaron un texto completo dentro del tiempo de los pulsos usando código ASCII, solo para demostrar el control que tenían sobre el sistema.

No tiene un uso práctico inmediato, pero abre la puerta a nuevas ideas sobre cómo aprovechar estos patrones temporales en tecnologías futuras.

Según los autores, su trabajo muestra que pueden coexistir un orden temporal estable y un desorden a pequeña escala durante largos periodos.

El estudio completo fue publicado en Nature Physics.