O “Cristal do Tempo”
No dia 29 de Julho de 2021, pesquisadores do Google, em parceria com físicos de Stanford, Princeton e outras universidades, publicaram em um artigo pré-print que eles conseguiram usar o Computador Quântico do Google para demonstrar um “cristal do tempo”. Este é um material que consegue se reorganizar em diferentes configurações, para sempre, sem gasto de energia.
MAS O QUE É UM CRISTAL DO TEMPO?
Bom, o conceito de cristal do tempo foi introduzido em 2012 pelo físico que ganhou o Prêmio Nobel, Frank Wilczek. Ele questionou se os átomos poderiam ser dispostos no tempo de maneira semelhante a como são organizados em cristais comuns. Basicamente, o questionamento é resumido em se um sistema fechado poderia girar, oscilar ou se mover de forma repetitiva.
Um cristal normal é um conjunto de átomos que estão organizados de forma a organizar um padrão repetitivo. Diferente do líquido, os elementos geram uma rede sequencial.
No cristal do tempo, o padrão não acontece em uma determinada distância ou espaço, mas sim a cada intervalo de tempo. É quase que uma analogia a um pêndulo se movendo de forma perpétua e sem gastar energia. O que confronta a segunda lei da Termodinâmica, assim como a Primeira Lei de Newton, que detalha como um objeto deve reagir ao movimento. Além disso, eles destroem a ideia de “simetria de translação no tempo”.
SUA CONSTITUIÇÃO E FUNCIONAMENTO
Os cristais do tempo possuem uma constituição básica com alguns princípios. O primeiro deles é uma fila única de partículas que possuem suas próprias orientações magnéticas (spins). Essa fileira fica presa em um ambiente com diversas configurações de energia, o que é conhecido como o “problema de muitos corpos”.
Em um momento seguinte, essas partículas têm sua orientação invertida, criando assim uma espécie de versão espelhada de cada uma delas. Para finalizar a criação do cristal do tempo, um feixe de laser é aplicado, que faz com que o estado das partículas seja alterado novamente, mas sem recorrer ao uso da energia dessa fonte de luz.
O Sycamore – Computador Quântico do Google – foi primordial para que pudesse evidenciar a criação desse cristal do tempo, mesmo que por pouquíssimos segundos. O computador e seus 20 qubits ( unidade de partícula quântica controlável) foi que manteve o ambiente adequado para que o novo estado da matéria pudesse ser identificado.
POSSÍVEIS APLICAÇÕES
Ainda é muito cedo para definir aplicações para os cristais mencionados. Entretanto, o experimento serviu para demonstrar a capacidade e potencial da computação quântica, que ainda tem muito para evoluir.
O físico Wilczek, afirma que os cristais do tempo poderão sim ser utilizados em diversas áreas. De acordo com ele, seria possível medir distâncias e a passagem do tempo com uma precisão muito maior, além de haver a possibilidade de revolucionar as áreas das telecomunicações, mineração e até a exploração espacial.
Link para o artigo pré-print: https://arxiv.org/abs/2107.13571
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Matéria por: Bernardo Andrade
Imagem de capa meramente ilustrativa.
Fonte da imagem: Vix
Fontes: Quanta Magazine, Tecmundo e Terra.
