Un grupo de físicos acaba de proponer un estado de la materia bastante extraño: una especie de líquido que, en lugar de fluir por el espacio, presenta patrones que cambian en el tiempo.
La propuesta proviene de investigadores del Instituto Max Planck para la Física de Sistemas Complejos, en Alemania, quienes utilizaron modelos matemáticos y simulaciones por computadora.
Para entenderlo, primero tenemos que hablar de los cristales. En un cristal común, como el hielo, los átomos forman estructuras ordenadas que se repiten en el espacio.
Pero también existen los llamados cristales de tiempo, sistemas físicos cuyo comportamiento se repite siguiendo un ritmo temporal muy particular, diferente del ritmo que los impulsa.
Por ejemplo, si aplicamos una fuerza periódica a uno de estos sistemas, puede responder repitiendo su comportamiento cada dos ciclos de esa fuerza.
Lo sorprendente es que ese patrón puede mantenerse incluso cuando aparecen pequeñas perturbaciones. Es decir, el sistema conserva un ritmo relativamente estable.
Los investigadores querían averiguar qué ocurriría si la fuerza que impulsa estos movimientos fuera irregular, en lugar de mantener siempre el mismo ritmo.
Para estudiarlo, desarrollaron un modelo con una red de pequeños elementos magnéticos que interactúan entre sí dentro de un entorno con un campo electromagnético.
Ese campo experimentaba fluctuaciones provocadas por la temperatura, generando movimientos irregulares que influían sobre los elementos magnéticos y modificaban su comportamiento.
Cuando ejecutaron las simulaciones, encontraron que, bajo determinadas condiciones, los elementos comenzaban a oscilar siguiendo un ritmo relacionado con el campo que los rodeaba.
Concretamente, completaban un ciclo por cada dos oscilaciones del campo, incluso cuando este no mantenía un ritmo perfectamente constante debido a las fluctuaciones.
Pero había una diferencia importante respecto a los cristales de tiempo convencionales. El sistema ocasionalmente cambiaba entre dos versiones equivalentes de ese mismo ritmo.
Estos cambios interrumpían la regularidad del patrón a lo largo de periodos extensos, aunque el comportamiento ordenado continuaba existiendo durante intervalos más cortos.
Y aquí aparece la comparación con los líquidos. Cuando el hielo se derrite, sus moléculas pierden su organización cristalina, pero siguen manteniendo relaciones con las moléculas cercanas.
Los investigadores encontraron algo parecido, solo que aplicado al tiempo. El sistema perdía su organización temporal prolongada, pero conservaba patrones durante intervalos breves.
Por eso propusieron llamarlo líquido de tiempo discreto, una posible forma de organización de la materia que todavía no ha sido observada experimentalmente.
El trabajo está disponible en arXiv, un repositorio de investigaciones científicas, y todavía no ha pasado por el proceso de revisión independiente por otros especialistas.
Además, encontraron otro comportamiento sorprendente. Cuando la temperatura era demasiado baja, las fluctuaciones no conseguían generar el patrón de oscilaciones que estaban buscando.
A temperaturas intermedias aparecía el comportamiento organizado, pero cuando aumentaban demasiado la temperatura, las fluctuaciones terminaban destruyendo nuevamente ese orden.
Esto significa que, bajo ciertas condiciones, aumentar la agitación térmica puede contribuir a generar patrones ordenados, en lugar de simplemente destruirlos.
Los físicos consideran que este modelo podría ayudar a estudiar cómo aparecen y desaparecen diferentes formas de organización temporal en sistemas sometidos a perturbaciones.
Pero hay que aclarar algo fundamental: no descubrieron un líquido que viaje por el tiempo ni fabricaron una nueva sustancia en el laboratorio.
Lo que propusieron es un comportamiento físico que todavía necesita comprobarse mediante experimentos. Y si consiguen reproducirlo, podría ampliar nuestra comprensión de cómo se organiza la materia.
