A física conseguiu um feito incrível para a computação quântica. Pela primeira vez dois cristais do tempo foram conectados em um mesmo sistema de loop infinito, onde as leis da termodinâmica não se aplicam. Estudos sobre o tema são bastante recentes, já que esse estado da matéria foi descoberto apenas em 2016 e desde então suas aplicações ainda estão sendo pesquisadas.  

Primeiro, é importante entender o que seriam esses “cristais do tempo”. Na física, os cristais são definidos como uma série de átomos dispostos de forma sequencial e repetitiva, formando padrões iguais. A diferença para outras substâncias está justamente em sua organização. Na natureza, há cristais de neve, sal e outros. A água, por exemplo, é simétrica em estado líquido, mas quando é congelada essa simetria é rompida e o líquido se transforma em cristal.

O “cristal do tempo” teria o padrão se repetindo depois de um certo período de tempo e não de uma distância física. Essas partículas poderiam, ao invés de funcionar com uma barreira de espaço, agir usando o tempo.

As aplicações para isso ainda não podem ser totalmente medidas. O uso mais óbvio seria para criar padrões de tempo e relógios muito mais precisos do que os atuais relógios atômicos. A computação também poderia ser completamente revolucionada com o uso desse estado da matéria.

Cristais do tempo conectados

“Um cristal do tempo continua se movendo e se repete periodicamente no tempo na ausência de estímulo externo”, explicou Samuli Autti, cientista-chefe do projeto da Universidade de Lancaster, no Reino Unido, para a Live Science. 

O que quebra as regras da mecânica quântica é justamente o movimento infinito. Como está em seu estágio mais baixo de energia, o cristal do tempo não pode ficar completamente parado, assim ele fica preso em um ciclo e cria um movimento interminável.  “Isso significa que são máquinas de movimento perpétuo e, portanto, impossíveis”, completa Autti.

“Na física quântica, uma máquina de movimento perpétuo está bem desde que mantenhamos nossos olhos fechados, e ela só deve começar a desacelerar se observarmos o movimento”, completou. No caso, o chefe do estudo diz que o movimento perpétuo é quebrado em caso de interferência do ambiente ou caso o ciclo seja, simplesmente, observado.

Como funcionou a pesquisa

Os cientistas usaram um grupo de cristais do tempo que são formados por quasipartículas chamadas de magnons. Magons aparecem quando o hélio-3 é resfriado a um décimo de milésimo de grau do zero absoluto.

Assim, os cristais formam condensados ​​de Bose-Einstein fazendo com que o movimento deles caia até ficar em um estado de extrema lentidão. Ao se tocarem, os cristais do tempo podem trocar magnons, criando sistema único e de movimento perpétuo.

O estudo ainda está longe de formar um computador quântico funcional, mas se for possível manipular o sistema de dois cristais do tempo sem destruir o movimento, os pesquisadores poderiam construir sistemas maiores, como um dispositivo computacional.