科學(xué)家們在一個(gè)似乎違背了物理學(xué)定律的實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造了第一個(gè)“時(shí)間晶體”雙體系統(tǒng)。這是在同一個(gè)團(tuán)隊(duì)最近見證了物質(zhì)的新階段的第一次互動(dòng)之后發(fā)生的。長期以來，人們認(rèn)為時(shí)間晶體是不可能的，這是因?yàn)樗鼈兪怯商幱跓o休止運(yùn)動(dòng)中的原子構(gòu)成。
今日發(fā)表在《自然-通訊》上的這一發(fā)現(xiàn)表明，時(shí)間晶體不僅可以被創(chuàng)造出來而且有可能被轉(zhuǎn)化為有用的設(shè)備。
時(shí)間晶體不同于標(biāo)準(zhǔn)晶體–如金屬或巖石–它是由原子在空間中以有規(guī)律的重復(fù)模式排列組成。
時(shí)間晶體在2012年由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Frank Wilczek首次提出理論并在2016年得到確認(rèn)，它表現(xiàn)出一種奇怪的特性–即盡管沒有外部輸入但在時(shí)間上不斷地重復(fù)運(yùn)動(dòng)。它們的原子不斷振蕩、旋轉(zhuǎn)或先向一個(gè)方向移動(dòng)，然后再向另一個(gè)方向移動(dòng)。
來自蘭卡斯特大學(xué)物理系的論文第一作者、EPSRC研究員Samuli Autti博士表示：“大家都知道永動(dòng)機(jī)是不可能的。然而在量子物理學(xué)中，只要我們閉著眼睛，永動(dòng)機(jī)是可以的。通過潛入這個(gè)縫隙，我們可以制造時(shí)間晶體。事實(shí)證明，把兩個(gè)放在一起效果很好，即使時(shí)間晶體一開始就不應(yīng)該存在。而且我們已經(jīng)知道它們在室溫下也存在?！?/p>
“兩級系統(tǒng)”是量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)基本構(gòu)件。時(shí)間晶體可以被用來建造在室溫下工作的量子設(shè)備。
來自蘭卡斯特大學(xué)、倫敦皇家霍洛威大學(xué)、蘭道研究所和赫爾辛基阿爾托大學(xué)的一個(gè)國際研究小組通過使用氦-3對時(shí)間晶體進(jìn)行了觀察。氦-3是一種缺少一個(gè)中子的稀有氦同位素。
據(jù)悉，研究人員將超流體氦-3冷卻到距離絕對零度約萬分之一（0.0001K或-273.15 ）。研究人員在超流體內(nèi)創(chuàng)建了兩個(gè)時(shí)間晶體并使它們相互接觸。然后，科學(xué)家們觀察了這兩個(gè)時(shí)間晶體的互動(dòng)，它們正如量子物理學(xué)所描述的那樣。
