Físicos revelan que el tiempo se comporta de manera única en ciertos materiales

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Físicos revelan que el tiempo se comporta de manera única en ciertos materiales

Primer plano de la muestra y el rayo láser utilizado para estudiar su dinámica molecular midiendo la luz dispersada. / Till Böhmer

Un equipo internacional de investigadores ha demostrado que el tiempo puede comportarse de manera reversible en ciertos materiales. Este hallazgo, publicado en Nature Physics, ofrece la primera evidencia física de la reversibilidad del tiempo en un contexto material.

Normalmente, las leyes de la física son indiferentes a la dirección del tiempo. Por ejemplo, la trayectoria de un objeto se puede calcular hacia adelante o hacia atrás con la misma facilidad. Este fenómeno se conoce como reversibilidad del tiempo

Sin embargo, en lo que respecta al destino general del universo, este sigue una progresión unidireccional hacia el desorden, según la segunda ley de la termodinámica. Esta ley establece que los sistemas aislados tienden a avanzar hacia un estado de mayor desorden, un proceso difícilmente reversible.

La determinación de si un sistema material es reversible en el tiempo o está gobernado por la entropía ha sido objeto de intriga. Aunque fenómenos como la descomposición demuestran el avance del tiempo, materiales como el vidrio envejecen de maneras no dictadas por fuerzas externas.

Las sustancias no cristalinas, que incluyen varios polímeros y vidrios, transitan de manera muy lenta hacia un estado teóricamente estable. Este proceso está impulsado por su reordenamiento molecular interno, similar a un tipo único de «tiempo material».

 

El experimento 

Desde la década de 1970, se ha debatido el concepto de tiempo material, especialmente en el marco del formalismo de Tool-Narayanaswamy. A pesar de ello, la obtención de evidencia experimental ha sido un desafío considerable, según reconoce Till Böhmer, físico de la materia condensada en la Universidad Técnica de Darmstadt, Alemania.

Para abordar esta dificultad, el equipo combinado de la Universidad Técnica de Darmstadt y la Universidad de Roskilde, Dinamarca, optó por utilizar una cámara de vídeo altamente sensible. Esta registró la dispersión de la luz láser en las muestras de vidrio, y los patrones resultantes se analizaron estadísticamente para interpretar las fluctuaciones que indican la presencia de tiempo material en tres sustancias formadoras de vidrio distintas.

Los resultados revelaron que, a nivel molecular, el tiempo puede ser reversible. Las moléculas dentro de estas sustancias experimentan continuas reorganizaciones, moviéndose y ajustándose entre sí hacia nuevas posiciones. Si este proceso se reprodujera en sentido contrario, sería indistinguible de la progresión hacia adelante, evidenciando una forma de reversibilidad del tiempo a escala molecular.

 

Más estudios 

No obstante, Böhmer advierte que este hallazgo no implica la reversión del envejecimiento de los materiales. A pesar de la reversibilidad molecular observada, el sistema general aún progresa hacia un estado de equilibrio determinado por la entropía.

El descubrimiento de que los movimientos moleculares en ciertos materiales no están limitados por la convencional dirección del tiempo aporta una nueva perspectiva a nuestra comprensión del envejecimiento de los materiales y la entropía. Destaca la complejidad y los matices del comportamiento del tiempo en diferentes contextos físicos.

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