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Cristal del tiempo

En física de la materia condensada , un cristal de tiempo es un sistema cuántico de partículas cuyo estado de menor energía es aquel en el que las partículas se encuentran en movimiento repetitivo. El sistema no puede perder energía en el entorno y llegar al reposo porque ya se encuentra en su estado fundamental cuántico . Los cristales de tiempo fueron propuestos teóricamente por primera vez por Frank Wilczek en 2012 como un análogo basado en el tiempo de los cristales comunes: mientras que los átomos de los cristales están dispuestos periódicamente en el espacio, los átomos de un cristal de tiempo están dispuestos periódicamente tanto en el espacio como en el tiempo. [1] Varios grupos diferentes han demostrado que la materia tiene una evolución periódica estable en sistemas que se impulsan periódicamente. [2] [3] [4] [5] En términos de uso práctico, los cristales de tiempo algún día podrían usarse como memoria de computadora cuántica . [6]

La existencia de cristales en la naturaleza es una manifestación de la ruptura espontánea de la simetría , que ocurre cuando el estado de menor energía de un sistema es menos simétrico que las ecuaciones que gobiernan el sistema. En el estado fundamental del cristal, la simetría traslacional continua en el espacio se rompe y se reemplaza por la simetría discreta inferior del cristal periódico. Como las leyes de la física son simétricas bajo traslaciones continuas en el tiempo y en el espacio, surgió la pregunta en 2012 de si es posible romper la simetría temporalmente y así crear un "cristal de tiempo" que sea resistente a la entropía . [1]

Si se rompe una simetría de traslación temporal discreta (lo que puede ocurrir en sistemas controlados periódicamente), entonces el sistema se denomina cristal de tiempo discreto . Un cristal de tiempo discreto nunca alcanza el equilibrio térmico , ya que es un tipo (o fase) de materia que no está en equilibrio. La ruptura de la simetría temporal solo puede ocurrir en sistemas que no están en equilibrio. [5] De hecho, se han observado cristales de tiempo discreto en laboratorios de física ya en 2016. Un ejemplo de un cristal de tiempo, que demuestra una simetría temporal rota y que no está en equilibrio es un anillo de iones cargados que gira constantemente en un estado de energía que, de otro modo, sería el más bajo. [6]

Concepto

Los cristales ordinarios (no temporales) se forman a través de la ruptura espontánea de la simetría relacionada con una simetría espacial. Dichos procesos pueden producir materiales con propiedades interesantes, como diamantes , cristales de sal y metales ferromagnéticos . Por analogía, un cristal temporal surge a través de la ruptura espontánea de una simetría de traslación temporal. Un cristal temporal puede definirse informalmente como una estructura autoorganizada periódica en el tiempo. Mientras que un cristal ordinario es periódico (tiene una estructura repetitiva) en el espacio, un cristal temporal tiene una estructura repetitiva en el tiempo. Un cristal temporal es periódico en el tiempo en el mismo sentido que el péndulo de un reloj accionado por péndulo es periódico en el tiempo. A diferencia de un péndulo, un cristal temporal se autoorganiza "espontáneamente" en un movimiento periódico robusto (rompiendo una simetría temporal). [7]

Simetría de traslación temporal

Las simetrías en la naturaleza conducen directamente a leyes de conservación, algo que está precisamente formulado por el teorema de Noether . [8]

La idea básica de la simetría de traslación temporal es que una traslación en el tiempo no tiene efecto sobre las leyes físicas, es decir, que las leyes de la naturaleza que se aplican hoy fueron las mismas en el pasado y serán las mismas en el futuro. [9] Esta simetría implica la conservación de la energía . [10]

Simetría rota en cristales normales

Proceso normal (proceso N) y proceso Umklapp (proceso U). Mientras que el proceso N conserva el momento fonónico total , el proceso U lo modifica.

Los cristales comunes presentan una simetría de traslación rota : tienen patrones repetidos en el espacio y no son invariantes ante traslaciones o rotaciones arbitrarias. Las leyes de la física no se modifican ante traslaciones y rotaciones arbitrarias. Sin embargo, si mantenemos fijos los átomos de un cristal, la dinámica de un electrón u otra partícula en el cristal depende de cómo se mueva en relación con el cristal, y el momento de la partícula puede cambiar al interactuar con los átomos de un cristal, por ejemplo en los procesos de Umklapp . [11] El cuasimomento , sin embargo, se conserva en un cristal perfecto. [12]

Los cristales de tiempo muestran una ruptura de simetría análoga a la ruptura de simetría de traslación espacial discreta. Por ejemplo, [ cita requerida ] las moléculas de un líquido que se congela en la superficie de un cristal pueden alinearse con las moléculas del cristal, pero con un patrón menos simétrico que el cristal: rompe la simetría inicial. Esta ruptura de simetría exhibe tres características importantes: [ cita requerida ]

Simetría rota en cristales de tiempo discreto (DTC)

Los cristales de tiempo parecen romper la simetría de traslación temporal y tienen patrones repetidos en el tiempo incluso si las leyes del sistema son invariantes por traslación temporal. Los cristales de tiempo que se realizan experimentalmente muestran una ruptura de la simetría de traslación temporal discreta , no continua : son sistemas accionados periódicamente que oscilan a una fracción de la frecuencia de la fuerza impulsora. (Según Philip Ball , los DTC se denominan así porque "su periodicidad es un múltiplo entero discreto del período impulsor". [13] )

La simetría inicial, que es la simetría de traslación temporal discreta ( ) con , se rompe espontáneamente a la simetría de traslación temporal discreta inferior con , donde es el tiempo, el período de conducción, un entero. [14]

Muchos sistemas pueden mostrar comportamientos de ruptura espontánea de la simetría de traslación temporal, pero pueden no ser cristales de tiempo discretos (o de Floquet): células de convección , reacciones químicas oscilantes , aleteo aerodinámico y respuesta subarmónica a una fuerza impulsora periódica como la inestabilidad de Faraday , ecos de espín de RMN , conversión descendente paramétrica y sistemas dinámicos no lineales de período duplicado . [14]

Sin embargo, los cristales de tiempo discreto (o de Floquet) son únicos porque siguen una definición estricta de ruptura de simetría de traslación de tiempo discreto : [15]

Además, la simetría rota en los cristales de tiempo es el resultado de interacciones de muchos cuerpos : el orden es la consecuencia de un proceso colectivo , al igual que en los cristales espaciales. [14] Este no es el caso de los ecos de espín de RMN.

Estas características hacen que los cristales de tiempo discreto sean análogos a los cristales espaciales descritos anteriormente y pueden considerarse un nuevo tipo o fase de materia fuera de equilibrio. [14]

Termodinámica

Los cristales de tiempo no violan las leyes de la termodinámica : la energía en el sistema global se conserva, un cristal de este tipo no convierte espontáneamente la energía térmica en trabajo mecánico y no puede servir como un almacén perpetuo de trabajo. Pero puede cambiar perpetuamente en un patrón fijo en el tiempo mientras el sistema pueda mantenerse. Poseen "movimiento sin energía" [16] —su movimiento aparente no representa la energía cinética convencional. [17] Los recientes avances experimentales en el estudio de cristales de tiempo discretos en sus estados de no equilibrio impulsados ​​periódicamente han llevado al comienzo de la exploración de nuevas fases de materia de no equilibrio. [14]

Los cristales de tiempo no evaden la Segunda Ley de la Termodinámica, [18] aunque espontáneamente rompen la "simetría de traslación temporal", la regla habitual según la cual un objeto estable permanecerá igual a lo largo del tiempo. En termodinámica, la entropía de un cristal de tiempo, entendida como una medida del desorden en el sistema, permanece estacionaria a lo largo del tiempo, satisfaciendo marginalmente la segunda ley de la termodinámica al no disminuir. [19] [20]

Historia

El premio Nobel Frank Wilczek en la Universidad de París-Saclay

La idea de un cristal de tiempo cuantizado fue teorizada en 2012 por Frank Wilczek , [21] [22] premio Nobel y profesor del MIT . En 2013, Xiang Zhang , un nanoingeniero de la Universidad de California, Berkeley , y su equipo propusieron crear un cristal de tiempo en forma de un anillo de iones cargados en constante rotación. [23] [24]

En respuesta a Wilczek y Zhang, Patrick Bruno ( Instalación Europea de Radiación Sincrotrón ) y Masaki Oshikawa ( Universidad de Tokio ) publicaron varios artículos afirmando que los cristales de espacio-tiempo eran imposibles. [25] [26]

Trabajos posteriores desarrollaron definiciones más precisas de la ruptura de la simetría de traslación temporal , lo que finalmente condujo a la afirmación "no válida" de Watanabe-Oshikawa de que los cristales cuánticos de espacio-tiempo en equilibrio no son posibles. [27] [28] Trabajos posteriores restringieron el alcance de Watanabe y Oshikawa: estrictamente hablando, demostraron que el orden de largo alcance tanto en el espacio como en el tiempo no es posible en equilibrio, pero la ruptura de la simetría de traslación temporal por sí sola todavía es posible. [29] [30] [31]

Posteriormente se propusieron varias realizaciones de cristales de tiempo que evitan los argumentos de que el equilibrio no funciona. [32] En 2014, Krzysztof Sacha, de la Universidad Jagellónica de Cracovia, predijo el comportamiento de los cristales de tiempo discretos en un sistema impulsado periódicamente con "una nube atómica ultrafría que rebota en un espejo oscilante". [33] [34]

En 2016, grupos de investigación de Princeton y Santa Bárbara sugirieron de forma independiente que los sistemas de espín cuántico impulsados ​​periódicamente podrían mostrar un comportamiento similar. [35] También en 2016, Norman Yao en Berkeley y sus colegas propusieron una forma diferente de crear cristales de tiempo discreto en sistemas de espín. [36] Estas ideas tuvieron éxito y fueron realizadas de forma independiente por dos equipos experimentales: un grupo dirigido por Mikhail Lukin de Harvard [37] y un grupo dirigido por Christopher Monroe en la Universidad de Maryland . [38] Ambos experimentos se publicaron en el mismo número de Nature en marzo de 2017.

Más tarde, se propusieron cristales de tiempo en sistemas abiertos, los llamados cristales de tiempo disipativos, en varias plataformas que rompen una simetría de traslación temporal discreta [39] [40] [41] [42] y continua [43] [44] . Un cristal de tiempo disipativo fue realizado experimentalmente por primera vez en 2021 por el grupo de Andreas Hemmerich en el Instituto de Física Láser de la Universidad de Hamburgo . [45] Los investigadores utilizaron un condensado de Bose-Einstein fuertemente acoplado a una cavidad óptica disipativa y se demostró que el cristal de tiempo rompe espontáneamente la simetría de traslación temporal discreta al cambiar periódicamente entre dos patrones de densidad atómica. [45] [46] [47] En un experimento anterior en el grupo de Tilman Esslinger en ETH Zurich , se observó la dinámica del ciclo límite [48] en 2019, [49] pero no se abordó la evidencia de robustez frente a perturbaciones y el carácter espontáneo de la ruptura de la simetría de traslación temporal.

En 2019, los físicos Valerii Kozin y Oleksandr Kyriienko demostraron que, en teoría, un cristal cuántico de tiempo permanente puede existir como un sistema aislado si el sistema contiene interacciones multipartículas inusuales de largo alcance. El argumento original de "no funciona" solo se sostiene en presencia de campos típicos de corto alcance que se desintegran tan rápido como r α para algún α > 0 . Kozin y Kyriienko, en cambio, analizaron un hamiltoniano de muchos cuerpos de espín 1/2 con interacciones multiespín de largo alcance, y demostraron que rompía la simetría traslacional temporal continua. Ciertas correlaciones de espín en el sistema oscilan en el tiempo, a pesar de que el sistema está cerrado y en un estado de energía fundamental . Sin embargo, demostrar un sistema de este tipo en la práctica podría ser prohibitivamente difícil, [50] [51] y se han planteado preocupaciones sobre la fisicalidad de la naturaleza de largo alcance del modelo. [52]

En 2022, el equipo de investigación de Hamburgo, supervisado por Hans Keßler y Andreas Hemmerich, demostró, por primera vez, un cristal de tiempo disipativo continuo que exhibe una ruptura espontánea de la simetría de traslación temporal continua. [53] [54] [55] [56]

En febrero de 2024, un equipo de la Universidad de Dortmund (Alemania) construyó un cristal de tiempo a partir de arseniuro de indio y galio que duró 40 minutos, casi 10 millones de veces más que el récord anterior de alrededor de 5 milisegundos. Además, la falta de desintegración sugiere que el cristal podría haber durado incluso más, afirmando que podría durar "al menos unas pocas horas, tal vez incluso más". [57] [58] [59] [60] [61]

Experimentos

En octubre de 2016, Christopher Monroe de la Universidad de Maryland afirmó haber creado el primer cristal de tiempo discreto del mundo. Utilizando las ideas propuestas por Yao et al., [36] su equipo atrapó una cadena de 171 iones Yb + en una trampa de Paul , confinados por campos electromagnéticos de radiofrecuencia. Uno de los dos estados de espín fue seleccionado por un par de rayos láser. Los láseres fueron pulsados, con la forma del pulso controlada por un modulador acústico-óptico , utilizando la ventana de Tukey para evitar demasiada energía en la frecuencia óptica incorrecta. Los estados electrónicos hiperfinos en esa configuración, 2 S 1/2 | F = 0, m F = 0⟩ y | F = 1, m F = 0⟩ , tienen niveles de energía muy cercanos, separados por 12,642831 GHz. Diez iones enfriados por Doppler se colocaron en una línea de 0,025 mm de largo y se acoplaron entre sí.

Los investigadores observaron una oscilación subarmónica del mecanismo impulsor. El experimento demostró la "rigidez" del cristal de tiempo, donde la frecuencia de oscilación se mantuvo invariable incluso cuando se perturbó el cristal de tiempo, y que adquirió una frecuencia propia y vibró de acuerdo con ella (en lugar de solo con la frecuencia del mecanismo impulsor). Sin embargo, una vez que la perturbación o la frecuencia de vibración se volvieron demasiado fuertes, el cristal de tiempo se "fundió" y perdió esta oscilación subarmónica, y regresó al mismo estado que antes, donde se movía solo con la frecuencia inducida. [38]

También en 2016, Mikhail Lukin en Harvard también informó sobre la creación de un cristal de tiempo impulsado. Su grupo utilizó un cristal de diamante dopado con una alta concentración de centros de nitrógeno-vacante , que tienen un fuerte acoplamiento dipolo-dipolo y una coherencia de espín de vida relativamente larga . Este sistema de espín dipolar de fuerte interacción fue impulsado con campos de microondas, y el estado de espín del conjunto se determinó con un campo óptico (láser). Se observó que la polarización del espín evolucionó a la mitad de la frecuencia del impulso de microondas. Las oscilaciones persistieron durante más de 100 ciclos. Esta respuesta subarmónica a la frecuencia del impulso se considera una firma del orden cristalino del tiempo. [37]

En mayo de 2018, un grupo de la Universidad Aalto informó que habían observado la formación de un cuasicristal temporal y su transición de fase a un cristal temporal continuo en un superfluido de helio-3 enfriado a una diezmilésima de kelvin desde el cero absoluto (0,0001 K). [62] El 17 de agosto de 2020, Nature Materials publicó una carta del mismo grupo en la que decía que, por primera vez, pudieron observar interacciones y el flujo de partículas constituyentes entre dos cristales temporales. [63]

En febrero de 2021, un equipo del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes describió la creación de un cristal de tiempo formado por magnones y los examinó con un microscopio de transmisión de rayos X para capturar la estructura de magnetización periódica recurrente en el primer registro de vídeo conocido de ese tipo. [64] [65]

En julio de 2021, un equipo dirigido por Andreas Hemmerich en el Instituto de Física Láser de la Universidad de Hamburgo presentó la primera realización de un cristal de tiempo en un sistema abierto, un llamado cristal de tiempo disipativo que utiliza átomos ultrafríos acoplados a una cavidad óptica . El principal logro de este trabajo es una aplicación positiva de la disipación, que en realidad ayuda a estabilizar la dinámica del sistema. [45] [46] [47]

En noviembre de 2021, una colaboración entre Google y físicos de varias universidades informó sobre la observación de un cristal de tiempo discreto en el procesador Sycamore de Google , un dispositivo de computación cuántica . Se utilizó un chip de 20 qubits para obtener una configuración de localización de muchos cuerpos de espines hacia arriba y hacia abajo y luego se estimuló con un láser para lograr un sistema " Floquet " impulsado periódicamente donde todos los espines hacia arriba se invierten para abajo y viceversa en ciclos periódicos que son múltiplos de la frecuencia del láser. Si bien el láser es necesario para mantener las condiciones ambientales necesarias, no se absorbe energía del láser, por lo que el sistema permanece en un orden de estado propio protegido . [20] [66]

Anteriormente, en junio y noviembre de 2021, otros equipos habían obtenido cristales de tiempo virtuales basados ​​en sistemas floquet bajo principios similares a los del experimento de Google, pero en simuladores cuánticos en lugar de procesadores cuánticos: primero, un grupo de la Universidad de Maryland obtuvo cristales de tiempo en qubits de iones atrapados utilizando conducción de alta frecuencia en lugar de localización de muchos cuerpos [67] [68] y luego una colaboración entre TU Delft y TNO en los Países Bajos llamada Qutech creó cristales de tiempo a partir de espines nucleares en centros de nitrógeno-vacante (NV) de carbono-13 en un diamante, logrando tiempos más largos pero menos qubits. [69] [70]

En febrero de 2022, un científico de la UC Riverside informó sobre un cristal de tiempo disipativo similar al sistema de julio de 2021, pero totalmente óptico, lo que le permitió operarlo a temperatura ambiente. En este experimento, se utilizó el bloqueo por inyección para dirigir los láseres a una frecuencia específica dentro de un microrresonador, creando una trampa de red para solitones en frecuencias subarmónicas. [71] [72]

En marzo de 2022, dos físicos de la Universidad de Melbourne realizaron un nuevo experimento para estudiar cristales de tiempo en un procesador cuántico , esta vez utilizando los procesadores cuánticos Manhattan y Brooklyn de IBM y observaron un total de 57 qubits. [73] [74] [75]

En junio de 2022, un equipo del Instituto de Física Láser de la Universidad de Hamburgo , supervisado por Hans Keßler y Andreas Hemmerich, informó sobre la observación de un cristal de tiempo continuo. En los sistemas accionados periódicamente, la simetría de traslación temporal se rompe en una simetría de traslación temporal discreta debido al accionamiento. Los cristales de tiempo discreto rompen esta simetría de traslación temporal discreta oscilando a un múltiplo de la frecuencia del accionamiento. En el nuevo experimento, el accionamiento (láser de bombeo) se hizo funcionar de forma continua, respetando así la simetría de traslación temporal continua. En lugar de una respuesta subarmónica, el sistema mostró una oscilación con una frecuencia intrínseca y una fase temporal que toma valores aleatorios entre 0 y 2π, como se esperaba para la ruptura espontánea de la simetría de traslación temporal continua. Además, se demostró que las oscilaciones del ciclo límite observadas eran robustas frente a perturbaciones de carácter técnico o fundamental, como el ruido cuántico y, debido a la apertura del sistema, las fluctuaciones asociadas con la disipación. El sistema consistía en un condensado de Bose-Einstein en una cavidad óptica , que se bombeaba con una onda estacionaria óptica orientada perpendicularmente con respecto al eje de la cavidad y estaba en una fase superradiante localizada en dos estados fundamentales biestables entre los que oscilaba. [53] [54] [55] [56]

Referencias

  1. ^ ab Zakrzewski, Jakub (15 de octubre de 2012). "Viewpoint: Crystals of Time". physics.aps.org . APS Physics. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2017.
  2. ^ Sacha, Krzysztof (2015). "Modelado de la ruptura espontánea de la simetría de traslación temporal". Physical Review A . 91 (3): 033617. arXiv : 1410.3638 . Código Bibliográfico :2015PhRvA..91c3617S. doi :10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN  1050-2947. S2CID  118627872.
  3. ^ Khemani y otros (2016)
  4. ^ Else y otros (2016).
  5. ^ ab Richerme, Phil (18 de enero de 2017). "Cómo crear un cristal de tiempo". Física . 10 . American Physical Society: 5. Bibcode :2017PhyOJ..10....5R. doi : 10.1103/Physics.10.5 . Consultado el 5 de abril de 2021 .
  6. ^ ab "Los físicos crean el primer cristal del tiempo del mundo".
  7. ^ Sacha, Krzysztof; Zakrzewski, Jakub (1 de enero de 2018). "Cristales de tiempo: una revisión". Informes sobre el progreso en física . 81 (1): 016401. arXiv : 1704.03735 . Bibcode :2018RPPh...81a6401S. doi :10.1088/1361-6633/aa8b38. PMID  28885193. S2CID  28224975.
  8. ^ Cao, Tian Yu (25 de marzo de 2004). Fundamentos conceptuales de la teoría cuántica de campos. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-60272-3.Véase pág. 151.
  9. ^ Wilczek, Frank (16 de julio de 2015). Una bella pregunta: En busca del diseño profundo de la naturaleza. Penguin Books Limited. ISBN 978-1-84614-702-9.Véase el capítulo 3.
  10. ^ Feng, Duan; Jin, Guojun (2005). Introducción a la física de la materia condensada. Singapur: World Scientific. ISBN 978-981-238-711-0.Véase pág. 18.
  11. ^ Sólyom, Jenö (19 de septiembre de 2007). Fundamentos de la física de los sólidos: Volumen 1: Estructura y dinámica. Springer. ISBN 978-3-540-72600-5.Véase pág. 193.
  12. ^ Sólyom, Jenö (19 de septiembre de 2007). Fundamentos de la física de los sólidos: Volumen 1: Estructura y dinámica. Springer. ISBN 978-3-540-72600-5.Véase pág. 191.
  13. ^ Ball, Philip (17 de julio de 2018). "En busca de cristales de tiempo". Physics World . 31 (7): 29. Bibcode :2018PhyW...31g..29B. doi :10.1088/2058-7058/31/7/32. S2CID  125917780 . Consultado el 6 de septiembre de 2021 . El "discreto" proviene del hecho de que su periodicidad es un múltiplo entero discreto del período de conducción.
  14. ^ abcde Else, DW; Monroe, C.; Nayak, C.; Yao, NY (marzo de 2020). "Cristales de tiempo discreto". Revisión anual de física de la materia condensada . 11 : 467–499. arXiv : 1905.13232 . Código Bibliográfico :2020ARCMP..11..467E. doi :10.1146/annurev-conmatphys-031119-050658. S2CID  173188223.
  15. ^ ab Yao; Nayak (2018). "Cristales de tiempo en sistemas controlados periódicamente". Physics Today . 71 (9): 40–47. arXiv : 1811.06657 . Código Bibliográfico :2018PhT....71i..40Y. doi :10.1063/PT.3.4020. ISSN  0031-9228. S2CID  119433979.
  16. ^ Crew, Bec. «Los cristales del tiempo podrían existir después de todo, y podrían romper la simetría del espacio-tiempo». ScienceAlert . Consultado el 21 de septiembre de 2017 .
  17. ^ Cowen, Ron (2 de febrero de 2017). «Los cristales de tiempo podrían ser una forma legítima de movimiento perpetuo». Scientific American . Consultado el 22 de julio de 2023 .
  18. ^ "Google puede haber creado un nuevo y rebelde estado de la materia: los cristales del tiempo". Popular Mechanics . Consultado el 4 de agosto de 2021 .
  19. ^ Kubota, Taylor; Universidad de Stanford. "Los físicos crean cristales de tiempo con ordenadores cuánticos". phys.org . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
  20. ^ ab Mi, Xiao; Ippoliti, Matteo; Quintana, Chris; Greene, Ami; Chen, Zijun; Bruto, Jonathan; Arute, Frank; Arya, Kunal; Atalaya, Juan; Babbush, Ryan; Bardin, Joseph C. (2022). "Orden de estado propio cristalino de tiempo en un procesador cuántico". Naturaleza . 601 (7894): 531–536. arXiv : 2107.13571 . Código Bib :2022Natur.601..531M. doi :10.1038/s41586-021-04257-w. ISSN  1476-4687. PMC 8791837 . PMID  34847568. 
  21. ^ Wilczek, Frank (2012). "Cristales de tiempo cuántico". Physical Review Letters . 109 (16): 160401. arXiv : 1202.2539 . Código Bibliográfico :2012PhRvL.109p0401W. doi :10.1103/PhysRevLett.109.160401. ISSN  0031-9007. PMID  23215056. S2CID  1312256.
  22. ^ Shapere, Alfred; Wilczek, Frank (2012). "Cristales de tiempo clásicos". Physical Review Letters . 109 (16): 160402. arXiv : 1202.2537 . Código Bibliográfico :2012PhRvL.109p0402S. doi :10.1103/PhysRevLett.109.160402. ISSN  0031-9007. PMID  23215057. S2CID  4506464.
  23. ^ Véase Li et al. (2012a, 2012b).
  24. ^ Wolchover, Natalie (25 de abril de 2013). "La prueba del movimiento perpetuo podría modificar la teoría del tiempo". quantamagazine.org . Fundación Simons. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2017.
  25. ^ Véase Bruno (2013a) y Bruno (2013b).
  26. ^ Thomas, Jessica (15 de marzo de 2013). "Notas de los editores: las consecuencias de una idea controvertida". physics.aps.org . APS Physics. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2017.
  27. ^ Véase Nozières (2013), Yao et al. (2017), pág. 1 y Volovik (2013).
  28. ^ Watanabe, Haruki; Oshikawa, Masaki (2015). "Ausencia de cristales de tiempo cuántico". Physical Review Letters . 114 (25): 251603. arXiv : 1410.2143 . Código Bibliográfico :2015PhRvL.114y1603W. doi :10.1103/PhysRevLett.114.251603. ISSN  0031-9007. PMID  26197119. S2CID  312538.
  29. ^ Medenjak, Marko; Buča, Berislav; Jaksch, Dieter (20 de julio de 2020). "Imán de Heisenberg aislado como cristal de tiempo cuántico". Physical Review B . 102 (4): 041117. arXiv : 1905.08266 . Código Bibliográfico :2020PhRvB.102d1117M. doi :10.1103/physrevb.102.041117. ISSN  2469-9950. S2CID  160009779.
  30. ^ Khemani, Vedika; Moessner, Roderich; Sondhi, SL (23 de octubre de 2019). "Una breve historia de los cristales del tiempo". arXiv : 1910.10745 [cond-mat.str-el].
  31. ^ Uhrich, P.; Defenu, N.; Jafari, R.; Halimeh, JC (2020). "Diagrama de fase fuera de equilibrio de superconductores de largo alcance". Physical Review B . 101 (24): 245148. arXiv : 1910.10715 . Código Bibliográfico :2020PhRvB.101x5148U. doi : 10.1103/physrevb.101.245148 .
  32. ^ Véase Wilczek (2013b) y Yoshii et al. (2015).
  33. ^ Sacha, Krzysztof (2015). "Modelado de la ruptura espontánea de la simetría de traslación temporal". Physical Review A . 91 (3): 033617. arXiv : 1410.3638 . Bibcode :2015PhRvA..91c3617S. doi :10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN  1050-2947. S2CID  118627872. Demostramos que una nube atómica ultrafría que rebota en un espejo oscilante puede revelar la ruptura espontánea de una simetría de traslación temporal discreta
  34. ^ Sacha, Krzysztof (2020). Cristales de tiempo. Serie Springer sobre física atómica, óptica y del plasma. Vol. 114. Springer. doi :10.1007/978-3-030-52523-1. ISBN 978-3-030-52522-4.S2CID240770955  .​
  35. ^ Véase Khemani et al. (2016) y Else et al. (2016)
  36. ^ ab Yao, NY; Potter, AC; Potirniche, I.-D.; Vishwanath, A. (2017). "Cristales de tiempo discreto: rigidez, criticidad y realizaciones". Physical Review Letters . 118 (3): 030401. arXiv : 1608.02589 . Código Bibliográfico :2017PhRvL.118c0401Y. doi :10.1103/PhysRevLett.118.030401. ISSN  0031-9007. PMID  28157355. S2CID  206284432.
  37. ^ ab Choi, Soonwon; Choi, Joonhee; Landig, Renate; Kucsko, Georg; Zhou, Hengyun; Isoya, Junichi; Jelezko, Fedor; Onoda, Shinobu; Sumiya, Hitoshi; Khemani, Vedika; von Keyserlingk, Curt; Yao, Norman Y.; Demler, Eugene; Lukin, Mikhail D. (2017). "Observación de orden cristalino temporal discreto en un sistema de muchos cuerpos dipolar desordenado". Nature . 543 (7644): 221–225. arXiv : 1610.08057 . Código Bibliográfico :2017Natur.543..221C. doi :10.1038/nature21426. ISSN  0028-0836. PMC 5349499 . Número de modelo:  PMID28277511. 
  38. ^ ab Zhang, J.; Hess, P. W.; Kyprianidis, A.; Becker, P.; Lee, A.; Smith, J.; Pagano, G.; Potirniche, I.-D.; Potter, AC; Vishwanath, A.; Yao, NY; Monroe, C. (2017). "Observación de un cristal de tiempo discreto". Nature . 543 (7644): 217–220. arXiv : 1609.08684 . Código Bibliográfico :2017Natur.543..217Z. doi :10.1038/nature21413. PMID  28277505. S2CID  4450646.
  39. ^ Iemini, Fernando; Russomanno, Angelo; Keeling, Jonathan; Schirò, Marco; Dalmonte, Marcello; Fazio, Rosario (16 de julio de 2018). "Cristales del tiempo límite". Física. Rev. Lett . 121 (35301): 035301. arXiv : 1708.05014 . Código bibliográfico : 2018PhRvL.121c5301I. doi :10.1103/PhysRevLett.121.035301. PMID  30085780. S2CID  51683292.
  40. ^ Gong, Zongping; Hamazaki, Ryusuke; Ueda, Masahito (25 de enero de 2018). "Orden cristalino temporal discreto en sistemas QED de cavidades y circuitos". Phys. Rev. Lett . 120 (40404): 040404. arXiv : 1708.01472 . Código Bibliográfico :2018PhRvL.120d0404G. doi :10.1103/PhysRevLett.120.040404. PMID  29437420. S2CID  206307409.
  41. ^ Filippo Maria, Gambetta; Carollo, Federico; Marcuzzi, Matteo; Garrahan, Juan P.; Lesanovsky, Igor (8 de enero de 2019). "Cristales de tiempo discreto en ausencia de simetrías manifiestas o desorden en sistemas cuánticos abiertos". Phys. Rev. Lett . 122 (15701): 015701. arXiv : 1807.10161 . Código Bibliográfico :2019PhRvL.122a5701G. doi :10.1103/PhysRevLett.122.015701. PMID  31012672. S2CID  119187766.
  42. ^ Buča, Berislav; Jaksch, Dieter (23 de diciembre de 2019). "No estacionariedad inducida por disipación en un gas cuántico". Physical Review Letters . 123 (26): 260401. arXiv : 1905.12880 . Código Bibliográfico :2019PhRvL.123z0401B. doi :10.1103/PhysRevLett.123.260401. PMID  31951440. S2CID  170079211.
  43. ^ Iemini, F.; Russomanno, A.; Keeling, J.; Schirò, M.; Dalmonte, M.; Fazio, R. (16 de julio de 2018). "Cristales de tiempo límite". Physical Review Letters . 121 (3): 035301. arXiv : 1708.05014 . Código Bibliográfico :2018PhRvL.121c5301I. doi :10.1103/PhysRevLett.121.035301. hdl :10023/14492. PMID  30085780. S2CID  51683292.
  44. ^ Buča, Berislav; Tindall, Joseph; Jaksch, Dieter (15 de abril de 2019). "Dinámica cuántica coherente no estacionaria de muchos cuerpos a través de la disipación". Nature Communications . 10 (1): 1730. arXiv : 1804.06744 . Código Bibliográfico :2019NatCo..10.1730B. doi :10.1038/s41467-019-09757-y. ISSN  2041-1723. PMC 6465298 . PMID  30988312. 
  45. ^ abc Keßler, Hans; Kongkhambut, Phatthamon; Georges, Christoph; Mathey, Ludwig; Cosme, Jayson G.; Hemmerich, Andreas (19 de julio de 2021). "Observación de un cristal de tiempo disipativo". Physical Review Letters . 127 (4): 043602. arXiv : 2012.08885 . Código Bibliográfico :2021PhRvL.127d3602K. doi :10.1103/PhysRevLett.127.043602. PMID  34355967. S2CID  229210935.
  46. ^ ab Gong, Zongping; Ueda, Masahito (19 de julio de 2021). "Cristales de tiempo en sistemas abiertos". Física . 14 : 104. Código Bibliográfico :2021PhyOJ..14..104G. doi : 10.1103/Physics.14.104 . S2CID  244256783.
  47. ^ ab Ball, Philip (septiembre de 2021). "Los cristales de tiempo cuántico se abren". Nature Materials . 20 (9): 1172. Bibcode :2021NatMa..20.1172B. doi :10.1038/s41563-021-01090-4. ISSN  1476-4660. PMID  34433935. S2CID  237299508.
  48. ^ Piazza, Francesco; Ritsch, Helmut (15 de octubre de 2015). "Ciclos límite autoordenados, caos y deslizamiento de fase con un superfluido dentro de un resonador óptico". Physical Review Letters . 115 (16): 163601. arXiv : 1507.08644 . Código Bibliográfico :2015PhRvL.115p3601P. doi :10.1103/PhysRevLett.115.163601. PMID  26550874. S2CID  5080527.
  49. ^ Dogra, Nishant; Landini, Manuele; Kroeger, Katrin; Hruby, Lorenz; Donner, Tobías; Esslinger, Tilman (20 de diciembre de 2019). "Inestabilidad estructural inducida por disipación y dinámica quiral en un gas cuántico". Ciencia . 366 (6472): 1496–1499. arXiv : 1901.05974 . Código Bib : 2019 Ciencia... 366.1496D. doi : 10.1126/ciencia.aaw4465. ISSN  0036-8075. PMID  31857481. S2CID  119283814.
  50. ^ Cho, Adrian (27 de noviembre de 2019). «Regreso al futuro: el cristal del tiempo original vuelve a aparecer». Science . doi :10.1126/science.aba3793 . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  51. ^ Kozin, Valerii K.; Kyriienko, Oleksandr (2019-11-20). "Cristales de tiempo cuántico a partir de hamiltonianos con interacciones de largo alcance". Physical Review Letters . 123 (21): 210602. arXiv : 1907.07215 . Código Bibliográfico :2019PhRvL.123u0602K. doi :10.1103/PhysRevLett.123.210602. ISSN  0031-9007. PMID  31809146. S2CID  197431242.
  52. ^ Khemani, Vedika; Moessner, Roderich; Sondhi, SL (2020). "Comentario sobre 'Cristales del tiempo cuántico de hamiltonianos con interacciones de largo alcance'". arXiv : 2001.11037 [cond-mat.str-el].
  53. ^ ab Kongkhambut, Phatthamon; Skulte, Jim; Mathey, Ludwig; Cosme, Jayson G.; Hemmerich, Andreas; Keßler, Hans (5 de agosto de 2022). "Observación de un cristal de tiempo continuo". Science . 377 (6606): 670–673. arXiv : 2202.06980 . Bibcode :2022Sci...377..670K. doi :10.1126/science.abo3382. ISSN  0036-8075. PMID  35679353. S2CID  246863968.
  54. ^ ab LeBlanc, Lindsay J. (5 de agosto de 2022). "Liberando la espontaneidad en un cristal del tiempo". Science . 377 (6606): 576–577. Bibcode :2022Sci...377..576L. doi :10.1126/science.add2015. ISSN  0036-8075. PMID  35926056. S2CID  251349796.
  55. ^ ab "Investigadores observan un cristal de tiempo continuo". www.cui-advanced.uni-hamburg.de . Consultado el 7 de agosto de 2022 .
  56. ^ de Hamburg, University of (3 de julio de 2022). "Los físicos crean un cristal de tiempo continuo por primera vez". SciTechDaily . Consultado el 7 de agosto de 2022 .
  57. ^ "Los científicos construyeron un cristal de tiempo que duró 40 minutos. Es asombroso". 24 de febrero de 2024.
  58. ^ "Un cristal de tiempo sobrevivió nada menos que 40 minutos". 6 de febrero de 2024.
  59. ^ Orf, Darren (24 de febrero de 2024). "Los científicos construyeron un cristal de tiempo que duró 40 minutos. Es asombroso". www.msn.com .
  60. ^ "Se revela un nuevo y radical cristal del tiempo que dura millones de veces más". 5 de febrero de 2024.
  61. ^ "Los físicos desarrollan un cristal de tiempo muy robusto".
  62. ^ Autti, S.; Eltsov, VB; Volovik, GE (mayo de 2018). "Observación de un cuasicristal temporal y su transición a un cristal temporal superfluido". Physical Review Letters . 120 (21): 215301. arXiv : 1712.06877 . Código Bibliográfico :2018PhRvL.120u5301A. doi :10.1103/PhysRevLett.120.215301. PMID  29883148. S2CID  46997186.
  63. ^ Autti, S.; Heikkinen, PJ; Makinen, JT; Volovik, GE; Zavjalov, VV; Eltsov, VB (febrero de 2021). "Efecto AC Josephson entre dos cristales de tiempo superfluidos". Materiales de la naturaleza . 20 (2): 171–174. arXiv : 2003.06313 . Código Bib : 2021NatMa..20..171A. doi :10.1038/s41563-020-0780-y. PMID  32807922. S2CID  212717702.
  64. ^ Träger, Nick; Gruszecki, Paweł; Lisiecki, Filip; Groß, Félix; Forster, Johannes; Weigand, Markus; Głowiński, Hubert; Kuświk, Piotr; Dubowik, Janusz; Schütz, Gisela; Krawczyk, Maciej (3 de febrero de 2021). "Observación en el espacio real de la interacción de Magnon con cristales impulsados ​​por el espacio-tiempo". Cartas de revisión física . 126 (5): 057201. arXiv : 1911.13192 . Código bibliográfico : 2021PhRvL.126e7201T. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.057201. Número de modelo: PMID  33605763. Número de modelo: S2CID  208512720.
  65. ^ Williams, Jon (9 de febrero de 2021). «La primera grabación en vídeo del mundo de un cristal espacio-temporal». Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes . Consultado el 7 de agosto de 2021 .
  66. ^ Wolchover, Natalie (30 de julio de 2021). "Cambio eterno sin energía: un cristal del tiempo finalmente hecho realidad". Revista Quanta . Consultado el 30 de julio de 2021 .
  67. ^ Kyprianidis, A.; Machado, F.; Morong, W.; Becker, P.; Collins, KS; De lo contrario, DV; Feng, L.; Hess, PW; Nayak, C.; Pagano, G.; Yao, Nueva York (11 de junio de 2021). "Observación de un cristal de tiempo discreto pretérmico". Ciencia . 372 (6547): 1192-1196. arXiv : 2102.01695 . Código Bib : 2021 Ciencia... 372.1192K. doi : 10.1126/science.abg8102. ISSN  0036-8075. PMID  34112691. S2CID  231786633.
  68. ^ S, Robert; ers; Berkeley, UC (10 de noviembre de 2021). "Creación de cristales de tiempo mediante nuevas arquitecturas de computación cuántica". SciTechDaily . Consultado el 27 de diciembre de 2021 .
  69. ^ Randall, J.; Bradley, CE; van der Gronden, FV; Galicia, A.; Abobeih, MH; Markham, M.; Twitchen, DJ; Machado, F.; Yao, NY; Taminiau, TH (17 de diciembre de 2021). "Cristal de tiempo discreto localizado en muchos cuerpos con un simulador cuántico programable basado en espín". Science . 374 (6574): 1474–1478. arXiv : 2107.00736 . Bibcode :2021Sci...374.1474R. doi :10.1126/science.abk0603. ISSN  0036-8075. PMID  34735218. S2CID  235727352.
  70. ^ Boerkamp, ​​Martijn (17 de noviembre de 2021). «Los físicos crean cristales de tiempo discreto en un simulador cuántico programable». Physics World . Consultado el 27 de diciembre de 2021 .
  71. ^ Starr, Michelle (16 de febrero de 2022). "Un nuevo avance podría sacar los cristales del tiempo del laboratorio y llevarlos al mundo real". ScienceAlert . Consultado el 11 de marzo de 2022 .
  72. ^ Taheri, Hossein; Matsko, Andrey B.; Maleki, Lute; Sacha, Krzysztof (14 de febrero de 2022). "Cristales de tiempo discreto disipativos totalmente ópticos". Nature Communications . 13 (1): 848. Bibcode :2022NatCo..13..848T. doi :10.1038/s41467-022-28462-x. ISSN  2041-1723. PMC 8844012 . PMID  35165273. 
  73. ^ Cho, Adrian (2 de marzo de 2022). "Los físicos crean el cristal de tiempo más grande hasta la fecha". Science . doi :10.1126/science.adb1790.
  74. ^ Frey, Philipp; Rachel, Stephan (4 de marzo de 2022). "Realización de un cristal de tiempo discreto en 57 qubits de una computadora cuántica". Science Advances . 8 (9): eabm7652. arXiv : 2105.06632 . Bibcode :2022SciA....8M7652F. doi :10.1126/sciadv.abm7652. ISSN  2375-2548. PMC 8890700 . PMID  35235347. 
  75. ^ Frey, Philipp; Rachel, Stephan (2 de marzo de 2022). «'Un reloj que no para de hacer tictac': creamos un 'cristal de tiempo' dentro de una computadora cuántica». The Conversation . Consultado el 8 de marzo de 2022 .

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