Materiales que desafían lo posible: ¿qué es un ‘time-crystal’?

• Francisco María
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• • 28/10/2025 11:15
  • Actualizado: 28/10/2025 11:15

En el mundo de la física, las revoluciones no siempre llegan con explosiones o partículas que chocan a velocidades cercanas a la luz. A veces, lo verdaderamente sorprendente ocurre en silencio, en un laboratorio donde los átomos vibran en un ritmo que no se apaga jamás. Suena a un truco de ciencia ficción, pero no lo es: hablamos de los cristales de tiempo (time crystals), materiales que parecen desafiar las reglas mismas de la naturaleza y que podrían cambiar la forma en que entendemos el paso del tiempo.

El orden en el tiempo: una nueva dimensión de los cristales

Para entender la rareza de un cristal de tiempo, conviene empezar por lo familiar. En un cristal “normal”, como la sal o el diamante, los átomos se organizan siguiendo un patrón repetitivo en el espacio. Esa estructura ordenada es la esencia de los cristales que conocemos desde hace siglos.

En 2012, el físico Frank Wilczek, ganador del Premio Nobel, lanzó una idea que parecía un disparate: ¿y si existiera un material cuyo orden no se repitiera solo en el espacio, sino también en el tiempo? Es decir, un sistema que cambiara de estado de forma periódica, una y otra vez, sin necesidad de energía externa.

La idea sonaba a herejía científica. Las leyes de la termodinámica nos dicen que todo movimiento perpetuo es imposible; la energía siempre se degrada. Pero Wilczek propuso que, en el misterioso mundo cuántico, quizá existiera una excepción. Su concepto introducía una nueva forma de simetría: la simetría temporal discreta, donde un sistema repite su comportamiento con un ritmo constante. En aquel momento, la mayoría pensó que era una curiosidad teórica sin futuro. Sin embargo, pocos años bastaron para que alguien la hiciera realidad.

Del concepto a la realidad: los primeros cristales de tiempo

El paso de la idea al experimento fue vertiginoso. En 2016, Norman Yao, de la Universidad de California en Berkeley, propuso un método para crear y detectar cristales de tiempo. Un año después dos grupos, uno dirigido por Christopher Monroe en Maryland y otro por Mikhail Lukin en Harvard, lograron observarlos en laboratorio.

En el experimento de Maryland, los físicos atraparon una cadena de diez iones de itterbio con campos electromagnéticos y los enfriaron casi al cero absoluto. Luego, aplicaron pulsos de láser a intervalos regulares. El sistema respondió de una manera inesperada: comenzó a oscilar entre dos configuraciones, pero lo hacía cada dos pulsos, no cada uno. En otras palabras, su “ritmo” interno se desfasaba del estímulo externo. Era la señal de que algo nuevo estaba ocurriendo: un cristal de tiempo estaba latiendo ante ellos.

El grupo de Harvard consiguió algo parecido usando defectos cuánticos en un cristal de diamante. Ambos experimentos mostraron que el sistema podía mantener un ciclo estable sin perder energía, un movimiento perpetuo cuántico que no viola las leyes de la física clásica porque no produce trabajo ni genera energía de la nada. Simplemente, el material tiene su propio compás.

Rompiendo la simetría del tiempo

La clave de este fenómeno es la ruptura espontánea de la simetría temporal. En física, romper una simetría significa que el sistema elige un estado particular entre varios posibles. Por ejemplo, un cristal de sal rompe la simetría espacial porque sus átomos se organizan en un patrón fijo. De forma similar, un cristal de tiempo rompe la simetría del tiempo al repetir su estado con una frecuencia determinada.

Lo que resulta asombroso es que este comportamiento no se mantiene en cualquier condición. Se necesita un entorno casi perfecto, aislado del ruido externo y con una coherencia cuántica extremadamente frágil. Si el sistema pierde esa delicada estabilidad, el “tic-tac” del cristal de tiempo se apaga. Por eso, estos materiales no son máquinas de movimiento perpetuo al estilo clásico, sino sistemas cuánticos fuera del equilibrio que logran mantener un ciclo estable.

De la teoría cuántica a la tecnología cuántica

Más allá de su valor teórico, los cristales de tiempo despiertan un enorme interés tecnológico. En el campo de la computación cuántica, podrían ser clave para mejorar la estabilidad de los qubits, las unidades básicas de información cuántica. Su capacidad para mantener una oscilación constante y resistente a perturbaciones los convierte en candidatos ideales para memorias cuánticas duraderas o relojes cuánticos ultraprecisos.

También podrían emplearse en sensores de alta sensibilidad, comunicaciones cuánticas y simulaciones de sistemas imposibles de reproducir por otros medios. Aunque sus aplicaciones prácticas aún están lejos, la posibilidad de controlar la materia no solo en el espacio, sino también en el tiempo, abre una dimensión completamente nueva para la ingeniería del futuro.

Conclusión

Todo esto nos obliga a repensar preguntas profundas: ¿es el tiempo una dimensión continua o puede cristalizarse? ¿Qué nos dice esto sobre la dirección del tiempo, sobre la irreversibilidad y el origen del universo? Aunque todavía no tenemos respuestas, los cristales de tiempo nos invitan a imaginar que el tiempo no solo se mide, sino que también puede estructurarse, moldearse y tal vez incluso “diseñarse”.

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