美国科学家造出新物质形态“时间晶体”

当谈到晶体时，普通人可能会想到钻石等物质，在这些物质中，原子按照空间维度的某些规则重复排列。在时间维度上有没有可以复制的晶体结构？这种晶体是“时间晶体”。美国研究人员刚刚报道了这种新材料形式的创造。

加州大学伯克利分校的研究人员最近在《物理评论快报》上发表了一篇论文，描述了如何制造“时间晶体”并测量它们的特性。该论文的主要作者、该校物理学助理教授姚颖表示，果冻可以用作“时间水晶”的隐喻。“时间晶体”的结构类似于反复敲击果冻时的晃动，在受到周期性冲击后会在时间维度上重现。普通晶体没有这种特性。

姚颖提出“时间晶体”是一种新的物质形式，属于非平衡态。许多普通物质是平衡物质。当它们不受外界影响时，它们的结构和其他特征不会随着时间而改变。姚颖说:“在过去的半个世纪里，我们一直在研究金属和绝缘体等平衡物质。现在我们刚刚开始探索非平衡物质的新世界。”

“时间晶体”的概念是由麻省理工学院理论物理学家、2012年诺贝尔物理学奖获得者弗兰克·维尔切克首次提出的。姚颖说，他的研究团队充当了理论假设和实验实施之间的桥梁，帮助两个美国团队以不同的方式创造“时间晶体”。

其中，马里兰大学的团队将10个镱原子排成一行，用两个激光束交替轰击它们，使这些原子进入稳定和重复的自旋翻转模式，符合“时间晶体”的定义。哈佛大学的另一个研究小组也通过用氮气密集填充钻石创造了一种“时间晶体”。

由于“时间晶体”是一种非常新颖的材料形式，研究人员还没有想出如何使用它。然而，由于非平衡材料在理论上有很好的存储能力，这方面的结果可能被用来开发量子计算机。