Físicos construíram um cristal espaço-tempo e o viram derreter

Físicos criaram um cristal espaço-tempo — uma nova fase da matéria que se repete tanto no espaço quanto no tempo — e depois observaram seu derretimento, um experimento inédito. A conquista, relatada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Riverside e da Universidade de Chicago, marca um passo significativo na compreensão de como esses estados exóticos se comportam em condições do mundo real.

O cristal espaço-tempo foi construído usando uma cadeia de íons (átomos carregados) presos em um campo magnético e resfriados a quase zero absoluto. Ao aplicar pulsos de laser precisamente cronometrados, a equipe induziu um padrão que oscilava no tempo e no espaço, formando um cristal que existe em quatro dimensões. Essa estrutura é distinta dos cristais comuns, que se repetem apenas no espaço.

O experimento é importante porque os cristais espaço-tempo, propostos pela primeira vez em 2012, desafiam noções fundamentais de simetria e tempo. Observar seu derretimento — a perda da ordem temporal — fornece insights sobre como a quebra da simetria de translação no tempo pode ser interrompida, com implicações potenciais para a computação quântica e a medição precisa do tempo.

De acordo com o estudo publicado na *Nature Physics* em 8 de março de 2023, o cristal durou cerca de 100 milissegundos antes de derreter. Os pesquisadores mediram o processo de derretimento rastreando os estados quânticos dos íons, observando que a ordem temporal decaiu gradualmente, em vez de abruptamente. A autora principal, Dra. Kateryna Murch, explicou que o derretimento foi desencadeado por interações com o ambiente, que introduziram ruído e interromperam a delicada coerência quântica.

Este trabalho se baseia em esforços anteriores para criar cristais de tempo em outros sistemas, como impurezas de diamante e qubits supercondutores, mas esta é a primeira observação direta do derretimento de um cristal espaço-tempo. A equipe agora planeja explorar maneiras de estabilizar o cristal por períodos mais longos, potencialmente isolando-o ainda mais de perturbações ambientais. Tais avanços podem levar a dispositivos de memória quântica robustos que armazenam informações tanto no espaço quanto no tempo.