O Que são Cristais do Tempo? E como foram Criados em Laboratório?

O que são cristais do tempo?

Os cristais do tempo são estados exóticos da matéria, geralmente considerados um fenômeno quântico. Entretanto, uma equipe da Universidade de Nova York (NYU) demonstrou que um cristal do tempo clássico pode surgir de forma muito mais simples – utilizando apenas alto-falantes e isopor.

Experimento inovador com levitação acústica

Além disso, esse sistema funciona não só como um exemplo extremamente limpo de cristal do tempo clássico, mas também como um interessante laboratório para estudar interações não recíprocas em escala macroscópica. Nessa escala, as partículas interagem por meio de ondas sonoras espalhadas, e não por forças diretas e equilibradas.

“Cristais do tempo são fascinantes não só pelas suas possibilidades, mas porque parecem tão exóticos e complicados”, afirma o físico David Grier, da NYU. Segundo ele, “nosso sistema é notável pela sua incrível simplicidade”.

O sistema de levitação acústica utilizado pelos pesquisadores permite que pequenas esferas de poliestireno (~1 a 2 milímetros) flutuem usando ondas sonoras. Além disso, essas esferas apresentam variações sutis em tamanho e forma, o que é crucial para entender as interações não recíprocas.

Como o cristal do tempo se forma?

O experimento começou com um conjunto de alto-falantes ajustados para produzir uma onda estacionária perfeita, ou seja, balanceada e sem ritmo imposto. Quando as pequenas esferas foram inseridas nesse campo sonoro, elas criaram perturbações mínimas que fizeram as ondas sonoras se refletirem.

“Ondas sonoras exercem forças sobre partículas, da mesma forma que ondas na superfície de um lago podem empurrar uma folha flutuante”, explica Mia Morrell, física da NYU.

Essas forças fizeram com que duas esferas interagissem por meio das ondas que cada uma espalhava. Como uma esfera ligeiramente maior causa uma perturbação maior, ela exerce uma força mais intensa na esfera menor do que recebe em troca. Portanto, trata-se de uma interação não recíproca, comum em acústica e óptica, mas geralmente pequena e difícil de isolar experimentalmente.

Surpreendentemente, quando as condições foram perfeitas, a interação entre as duas esferas gerou uma oscilação em um padrão temporal que se repetia sozinho, sem qualquer estímulo externo ou batida imposta.

Importância da descoberta

Esse experimento não só amplia nosso entendimento sobre o comportamento dos cristais do tempo clássicos, mas também abre caminho para explorar sistemas macroscópicos com interações complexas, utilizando métodos simples e acessíveis.

Entretanto, para quem deseja aprofundar no impacto de descobertas como essa no tratamento de doenças, vale conferir pesquisas transformadoras na terapia celular contra o câncer e novas perspectivas em doença renal.

Matéria original: https://www.sciencealert.com/time-crystal-made-in-a-lab-using-little-more-than-styrofoam-and-sound