时间晶体是“不可能的”，但它们受制于量子物理学

在一项新实验中，科学家们在超流体中制造了两个时间晶体，并让它们接触。

长期以来，人们一直认为时间晶体是不可能的，因为它们的永动机似乎违反了物理定律。 然而，使用量子物理学 科学家们不仅创造了时间晶体，而且现在还表明它们有潜力为未来的有用设备提供动力。

科学家们在一项似乎扭曲物理定律的实验中创造了第一个两体“时间晶体”系统。

这是在同一个团队最近目睹了此事新阶段的第一次互动之后发生的。

长期以来，人们一直认为时间晶体是不可能的，因为它们是由不断运动的原子组成的。 该发现于今天（2022 年 6 月 2 日）发表在期刊上 自然通讯，表明不仅可以创造时间晶体，而且可以将它们变成有用的设备。

时间晶体不同于标准晶体——例如矿物或岩石——由在空间中以规则重复模式排列的原子组成。

由诺贝尔奖获得者弗兰克·威尔切克于 2012 年首次开发并于 2016 年定义的时间晶体具有静止不动的特殊特性，尽管没有外部输入，但它会及时重复运动。 它的原子不断地振荡、旋转或首先朝一个方向移动，然后再朝另一个方向移动。

研究人员在这个旋转的冰箱内将液态超流氦 3 冷却到几乎绝对为零（负 273.15 摄氏度），两次产生晶体并保持它们触手可及。 图片来源：© Aalto University / Mikko Raskinen

EPSRC 研究员、兰开斯特大学物理系的主要作者 Samoli Ooty 博士解释说：“每个人都知道永动机是不可能的。但是，在量子物理学中，只要我们闭上眼睛，永动机就可以了。通过溜过这个裂缝我们可以制造时间水晶。

“事实证明，将它们两个放在一起效果很好，即使时间晶体一开始不存在。而且我们已经知道它们在室温下也存在。”

“两级系统”是量子计算机的基本组成部分。 时间晶体可用于构建在室温下运行的量子设备。

来自兰开斯特大学、伦敦皇家霍洛威学院、朗道研究所和 阿尔托大学 在赫尔辛基，使用氦 3 观察到时间晶体，氦 3 是一种稀有的氦同位素，缺少一个中子。 该实验在阿尔托大学进行。

他们将超流体氦 3 冷却到大约千分之一[{” attribute=””>absolute zero (0.0001K or -273.15°C). The researchers created two time crystals inside the superfluid, and brought them to touch. The scientists then watched the two time crystals interacting as described by quantum physics.

Reference: “Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals” 2 June 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-w