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“时间晶体”不再是科幻(1)
【发稿时间:2017-3-17】 【稿件来源:科技日报】
  

  对多数人而言,提到晶体就会联想到钻石等各种宝石,以及石英石等深受人们喜爱的贵重物品。但对物理学家来说,这些由规则原子结构在空间重复排列的晶体只代表冰山一角,原子结构还能在特定条件下沿着时间轴呈现周期性变化,即所谓的“时间晶体”。

  《自然》杂志近日以“时间晶体”为封面,介绍了两篇重要论文,分别以哈佛大学和马里兰大学为首的两个科研团队,首次用不同方法同时制造出“时间晶体”,宣告了“时间晶体”不再只是科幻剧《神秘博士》中虚拟的“时空穿梭机”,而是一种实实在在的真实存在,更为人类研究物质特性打开了全新的思维方式。

  什么是“时间晶体”

  “时间晶体”理论最先由诺贝尔奖获得者、麻省理工学院物理学家弗兰克·维尔切克和同事于2012年提出,当时他们发表论文阐述了相关理论,认为“时间晶体”是一种处于基态(能量最低状态)可做周期运动的理论系统,其破坏了时间平移对称性,因此旋转时的能量比静止时还要低,能在不消耗能量的前提下以固定模式运动。

  去年夏天,著名物理期刊《物理评论快报》刊登一篇论文,美国加州大学伯克利分校研究人员描述了制造“时间晶体”和测量其特性的方法。论文主要作者、该校助理教授姚颖在接受外媒采访中曾用果冻来形象解释“时间晶体”,认为与果冻受到反复拍打后出现的周期性晃动类似,“时间晶体”在受到冲击后原子结构也会在时间维度上周期性重现。

  也有研究人员用海绵来帮助人们理解“时间晶体”的概念,当人们每次用同样力量捏海绵时,海绵会周期性呈现相同的形状,“时间晶体”内量子系统具有类似运动。

编辑:唐华 【返回首页】【打印