Cristais do tempo avançam e podem abastecer computadores quânticos do futuro
Fenômeno quântico que parecia teórico começa a ser usado para gerar energia e realizar trabalho em sistemas superfluídos
Pesquisadores da Universidade Aalto, na Finlândia, conseguiram pela primeira vez conectar um cristal do tempo a outro sistema físico, abrindo caminho para que essa estrutura quântica possa realizar trabalho útil — inclusive alimentar computadores quânticos. A descoberta marca um novo capítulo na busca por aplicações práticas para um dos fenômenos mais misteriosos da física moderna.
O conceito de cristal do tempo foi proposto em 2012 pelo físico Frank Wilczek, vencedor do Prêmio Nobel, que demonstrou teoricamente que certas partículas podem se organizar não apenas no espaço, mas também no tempo. Em vez de permanecerem estáticas em seu estado fundamental de energia, essas partículas oscilam continuamente, em um movimento perpétuo que não consome energia externa — uma característica impossível no mundo clássico, mas viável no reino quântico.
O primeiro cristal do tempo foi criado em 2016, mas até agora permanecia isolado de qualquer aplicação prática. O avanço da equipe liderada por Jere Mäkinen foi conseguir acoplar esse tipo de sistema a um dispositivo externo sem destruí-lo. “Mostramos que é possível ajustar e até manipular as propriedades do cristal ao conectá-lo a outro sistema mecânico”, explicou o pesquisador ao Inovação Tecnológica.
O experimento utilizou um superfluido de hélio-3 resfriado a temperaturas próximas do zero absoluto, dentro do qual foram injetados magnons — quasipartículas responsáveis por transportar informações magnéticas. Quando o bombeamento de ondas de rádio foi interrompido, os magnons espontaneamente formaram um cristal do tempo, que permaneceu vibrando por minutos, antes de gradualmente desaparecer.
Durante esse processo, os cientistas observaram que o cristal interagia com um oscilador mecânico próximo, em um acoplamento semelhante ao que ocorre na optomecânica quântica — área que estuda o controle do movimento por meio da luz. Esse tipo de conexão abre caminho para dispositivos que aproveitem a estabilidade temporal dos cristais para processar informações, gerar energia ou servir como referências de frequência ultraconfiáveis.
Segundo Mäkinen, os cristais do tempo duram muito mais que os sistemas quânticos convencionais usados hoje, o que os torna promissores para alimentar e estabilizar a memória de computadores quânticos. “Eles poderiam ser usados para aumentar a precisão e a durabilidade desses sistemas, além de servir como pentes de frequência em instrumentos de medição extremamente sensíveis”, afirmou.
O trabalho, publicado na revista Nature Communications, sugere que a natureza cíclica dos cristais do tempo pode transformar-se em uma nova forma de “energia quântica de base”, abrindo caminho para motores e circuitos ultrafrios que operem sem perdas energéticas significativas — um salto potencial na eficiência das tecnologias quânticas emergentes.
Com informações de Inovação Tecnológica e Nature Communications
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