Un movimiento perpetuo que se repite infinitamente: ese es el espectáculo inédito que ofrecen ahora ciertos materiales bajo un simple rayo de luz. ¿Su secreto? Una organización interna que se regenera continuamente sin aporte constante de energía.
Esta hazaña fue lograda en la Universidad de Colorado en Boulder por Hanqing Zhao e Ivan Smalyukh. Los dos físicos desarrollaron un cristal de tiempo fabricado a partir de cristales líquidos, similares a los de nuestras pantallas. Su trabajo, publicado en Nature Materials, marca un avance mayor: este cristal puede observarse al microscopio y, en ciertas condiciones, a simple vista.
Un cristal de tiempo visto al microscopio.
Crédito: Zhao y Smalyukh, 2025, Nature Materials ;
imagen CC: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Una idea teórica convertida en realidad visible
En 2012, el premio Nobel Frank Wilczek imaginó una materia cuya regularidad no sería espacial, como en el diamante o la sal, sino temporal. Las partículas oscilarían en ciclos infinitos. Esta hipótesis fue considerada al principio absurda, pues parecía contradecir las leyes termodinámicas. Sin embargo, varios equipos han producido desde entonces sistemas que se le acercan, especialmente gracias a la informática cuántica.
La originalidad del experimento realizado en Boulder reside en la elección de un material accesible. Los cristales líquidos, ya bien conocidos por su doble naturaleza entre fluidez y rigidez, sirvieron de soporte ideal. Al exponerlos a una luz específica, los investigadores observaron la emergencia espontánea de estructuras dinámicas. A diferencia de los enfoques cuánticos complejos, este método no requiere equipamiento de punta.
La visibilidad directa constituye un avance inédito. Los motivos observados se despliegan como bandas coloreadas móviles, recordando una obra de arte cinético. Esta accesibilidad abre el camino a usos prácticos hasta ahora impensables.
Una simulación informática revela el funcionamiento interno de un cristal de tiempo. Un haz luminoso (flecha azul) modifica la orientación de las moléculas de colorante (barras rojas), provocando el movimiento de los cristales líquidos situados debajo.
Crédito: Smalyukh Lab Cuando la luz desencadena la danza de la materia
Para obtener estos cristales de tiempo, Hanqing Zhao e Ivan Smalyukh encerraron cristales líquidos entre dos placas de vidrio recubiertas de colorantes sensibles a la luz. Las muestras permanecían estables mientras no se aplicaba ningún rayo. Una vez iluminados, los colorantes modificaron su orientación y comprimieron las moléculas vecinas.
Esta restricción generó "torsiones" internas, comparables a nudos difíciles de eliminar. Estas estructuras se comportan como entidades autónomas, interactuando entre ellas según ciclos repetitivos. Los investigadores las comparan a bailarines evolucionando por parejas, separándose y reencontrándose en bucle.
La estabilidad observada sorprende. Incluso sometidos a variaciones de temperatura, los cristales continuaron sus movimientos regulares. La robustez de estos motivos temporales demuestra que el fenómeno no depende de condiciones extremas, sino que reposa sobre mecanismos intrínsecos a la materia.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature Materials