两年后，科学家将时间结晶，开辟新空间
“这项工作解决了一些关于物质性质的最基本问题。”
Shivaji Sondhi 教授 哈佛大学和马里兰大学的两组研究人员于 3 月 9 日在《自然》杂志上报道说，他们创造了“时间晶体”：一种看似直接来自科幻小说的东西，其特征是原子和分子在空间和时间上排列的结构.
时间晶体存在的理论基础是 2015 年由普林斯顿大学理论物理学家 Shivaji Sondhi 教授、他当时的研究生 Vedika Khemani（他也是发表在《自然》杂志上的哈佛团队的成员）以及 Achilleas Lazarides 和 Roderich Moessner 建立的德国德累斯顿马克斯普朗克研究所。
在一次电子邮件采访中，Shivaji Sondhi 教授向 Anuradha Mascaren 解释了建造一类曾经被认为不可能创造的晶体的重要性。
什么是时间水晶？为什么创建它们很重要？
时间晶体是一种系统，其中空间在普通晶体中的作用被时间取代。在普通晶体中，大量原子——原则上是无限多——在空间中表现出周期性；在时间晶体中，它们显示出时间的周期性。它们的重要性在于用时间代替空间——这是新的，实现了诺贝尔奖获得者 Frank Wilczek 的想法。时间晶体的概念起源于 1975 年麻省理工学院的 Wilczek。在普通晶体中，如食盐，原子以重复的模式排列。相邻原子之间的相互作用使晶体保持刚性，并防止它在最轻微的震动中溶解成任何东西。那么不应该也有打破平移对称性的晶体吗？原子随时间移动，但它们不是以流动或连续的方式移动，而是以周期性方式移动。这个想法引发了关于这种晶体是否存在的争论。
普通晶体与时间晶体：普林斯顿大学的研究人员提供的理论理解导致了两组研究人员在《自然》中报道的时间晶体的产生。图片：Emily Edwards，马里兰大学通过普林斯顿大学新闻发布。 新发现如何改变思考物质的方式？
这项工作解决了一些关于物质性质的最基本问题。通常人们会想到处于平衡状态的物质——它在不受影响的情况下是如何沉淀的。已经创建的那些涉及与外部世界的持续交互，但我们发现它们可以表现出非常独特的行为，这在数学上是精确的。这对于量子系统来说是新的。
时间晶体是如何产生的？这个发现之后呢？
我们的工作发现了时间晶体如何运作的基本物理学。这一发现建立在一系列发展的基础上，这些发展涉及我们如何理解平衡内外的复杂系统——这对于物理学家如何解释日常世界的本质至关重要。这两个实验都建立在过去十年的大量工作基础上，而且更多地是在控制小型量子系统方面。因此，虽然他们让它看起来很简单，但背后还有很多工作要做。两篇论文都有 26 位作者！作为这些理论研究的结果，两组实验者开始尝试在实验室中构建时间晶体。位于哈佛的团队使用了一种实验装置，包括在合成钻石中创建人造晶格。马里兰大学的另一种方法使用称为镱离子的带电粒子链。
我想我们会看到更多由这种实验工作产生的新物质相。它们不会都是时间晶体，但它们会共享一个特征，即如果不理会物质，它们将不存在。它们最终还可能有助于保护被称为量子计算机的未来设备中的信息。
（采访摘录编辑）
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