时间晶体都有什么用途

科学家们终于找到了神秘的时间晶体的应用方向，大多数人永远不会想到一种化合物可以被用作肥料或教学工具，为孩子们演示晶体的生长。

这种化合物是磷酸一铵。要说如何得到这种时间晶体，耶鲁大学的物理学家发现自己充满了问号。

在普通晶体中，原子排列成固定的晶格结构，如钻石或应时晶体的原子晶格。这些重复的晶格结构可能不同，但它们不会四处移动——它们只在空间中重复，但在时间上似乎是静止的。

时间晶体是不同的东西。2012年，物理学家首次根据提取理论预测了它们的存在，2016年，他们进一步证实了它们相当奇怪的特征。

肉眼看来，它们像普通的晶体。但事实上，它们的原子是周期性振荡的——当受到一个反转自旋方向的电磁脉冲时，它们向一个方向旋转，向另一个方向旋转。

即使脉冲非常不规则，晶体原子的振荡——研究人员称之为时间晶体的“滴答”声——被锁定在特定的非常规则的频率上。

因为它们是非常新颖的概念，离散时间晶体(DTC)很少被观察到，在哈佛大学的物理学家用氮空位钻石创造时间晶体之前，我们只有一个固态时间晶体的例子。

第一次成功的实验。2016年，马里兰大学展示了一系列镱原子的时间晶体行为。

尽管受到马里兰大学和哈佛大学实验的启发，耶鲁大学发现的新一代晶体与前两种不同。

“我们决定尝试找到我们的直接转矩控制的特征，”物理学家西恩·布瑞特说，他是这篇新论文的两位资深作者之一。“我的学生杰瑞德·罗夫尼在实验室里培育了一种完全不同的MAP晶体，所以我们碰巧得到了一种。”

MAP晶体非常容易生长，说明和培养试剂可以在网上找到。因为它无处不在，它绝对是一个意想不到的地方，时间晶体的特征可以在其中找到。

以前，人们认为时间晶体只会出现在更混乱的环境中。

然而，在对磷酸一铵晶体进行核磁共振后，研究小组发现了清晰的时间晶体特征——晶体内部高度有序的空间结构。

"我们的晶体尺寸看起来很棒。"巴雷特说。“我们的工作表明，直接转矩控制特征可以通过检查初始晶体的生长条件在原则上找到。”

时间晶体在实际应用中有很大的潜力。它们可以用来改进我们目前的原子钟技术——复杂的时钟，这是我们在这个阶段可以实现的最精确的时间指示工具。

他们还可以改进陀螺仪等技术和依赖原子钟的系统，如全球定位系统，并帮助设计量子纠缠实验。即使是美国国防高级研究计划局的国防高级研究计划局也在时间晶体的研究上投入了资源——尽管他们在这个问题上仍然保持谨慎。

因此，它们出现在如此普通或看似普通的晶体中代表了一种非常令人兴奋的可能性。

然而，这项工作也带来了一个难题。如果时间晶体能以有序的空间排列出现在普通晶体中，物理学家将不得不进一步解释:它们是如何出现的？-为什么其他普通晶体不显示时间晶体的特征。

巴雷特说:“现在谈论时间晶体理论的解决方案还为时过早，但至少在未来几年，人们将继续关注这个问题。”

文章的最初标题是“科学家发现时间晶体的实际用途”