Físicos logran cristales de tiempo que levitan gracias al sonido, se pueden sostener en la mano y contradice una ley de Newton

Un sistema puede marcar el paso de los segundos sin necesidad de un reloj convencional. Un cristal de tiempo describe un conjunto de partículas que repiten un movimiento periódico estable, como si llevaran su propio compás interno. No se trata de un mineral ni de una gema, sino de un estado físico en el que los componentes oscilan de forma regular sin que el patrón se diluya con el tiempo.

La propuesta teórica apareció hace alrededor de una década y, poco después, los laboratorios lograron observar las primeras versiones experimentales. Desde entonces se ha tenido constancia de distintos ejemplos que confirmaron que ese comportamiento no es un fenómeno llamativo sin uso práctico, aunque todavía faltaba aclarar con qué mecanismos concretos podía manifestarse.

David Grier defendió que el aparato resultó sorprendentemente sencillo pese a la complejidad del fenómeno

En ese marco, un equipo de físicos de la Universidad de Nueva York observó un nuevo cristal de tiempo acústico que vulnera la tercera ley del movimiento de Isaac Newton, en un trabajo publicado en la revista Physical Review Letters. El grupo comprobó que unas partículas visibles suspendidas en el aire podían intercambiar ondas sonoras y moverse con un ritmo estable sin cumplir el principio clásico de acción y reacción equilibradas. El hallazgo amplía la familia de estos sistemas y muestra que pueden construirse con un montaje pequeño, manipulable sobre una mesa de laboratorio.

Los cristales de tiempo fueron planteados primero como una posibilidad teórica y después detectados en experimentos hace aproximadamente diez años. En todos los casos comparten un rasgo común, ya que sus componentes se desplazan en ciclos repetidos que funcionan como un tic tac interno.

Aunque aún no existen aplicaciones comerciales, los investigadores señalan que este tipo de comportamiento podría servir para mejorar la computación cuántica o el almacenamiento de información, ya que la repetición estable de un patrón resulta útil cuando se necesita mantener coherencia temporal en un sistema físico.

El estudio publicado destaca también por el formato del dispositivo utilizado. David Grier, profesor de Física y director del Center for Soft Matter Research de la Universidad de Nueva York, explicó en la propia investigación que “los cristales de tiempo son fascinantes no solo por las posibilidades que ofrecen, sino también porque parecen tan exóticos y complicados”. A continuación añadió que “nuestro sistema es notable porque es increíblemente simple”. El aparato apenas alcanza unos treinta centímetros de altura y cabe en la mano, una escala que contrasta con la complejidad conceptual del fenómeno que reproduce.

El montaje utiliza pequeñas perlas de espuma de poliestireno, similares a las que se emplean en embalajes, que quedan suspendidas en el aire gracias a un campo acústico. Un marco impreso en 3D sostiene altavoces circulares que generan una onda estacionaria capaz de mantener los objetos inmóviles frente a la gravedad.

Los investigadores señalaron que estas oscilaciones estables podrían ayudar a entender procesos biológicos

Mia Morrell, estudiante de posgrado de la Universidad de Nueva York y coautora del trabajo, explicó que “las ondas sonoras ejercen fuerzas sobre las partículas, igual que las ondas en la superficie de un estanque empujan a una hoja que flota”. Ese campo de sonido actúa como un levitador que fija las cuentas en puntos concretos del espacio.

La novedad aparece cuando esas perlas interactúan entre sí. No se tocan de forma directa, sino que intercambian las ondas que cada una dispersa en el aire. Una partícula de mayor tamaño dispersa más energía acústica que otra más pequeña, de modo que su influencia no resulta equivalente.

Morrell ilustró esa diferencia con un ejemplo sencillo al afirmar que “hay que pensar en dos transbordadores de distinto tamaño que se acercan a un muelle”. Cada embarcación genera olas que afectan a la otra en proporción a su volumen, y esa asimetría rompe el equilibrio que describe la tercera ley de Newton.

Al liberarse de la obligación de que toda fuerza tenga una reacción idéntica en sentido contrario, las perlas suspendidas pueden oscilar de manera espontánea y coordinada. Ese movimiento repetido constituye la señal característica de un cristal de tiempo en este sistema acústico.

Además, el estudio ofrece una herramienta para analizar interacciones no recíprocas en un entorno macroscópico controlado. Los autores apuntan que este tipo de comportamiento también aparece en redes bioquímicas que regulan procesos del organismo, incluidos los mecanismos que intervienen en la descomposición de los alimentos. Esa analogía abre una vía para estudiar con mayor detalle cómo se ajustan los ritmos circadianos a partir de interacciones desiguales entre sus componentes.