新華社舊金山２月７日電 提到晶體，普通人可能會(huì )想到鉆石等物質(zhì)，其中原子在空間維度上按一定規律重復排列。那有沒(méi)有晶體的結構能在時(shí)間維度上重現呢？這樣的晶體就是“時(shí)間晶體”，美國研究人員剛剛報告說(shuō)制造出了這種新的物質(zhì)形態(tài)。
美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校研究人員最近在美國《物理評論快報》雜志上發(fā)表論文，描述了如何制造“時(shí)間晶體”和測量其特性。論文主要作者、該校物理學(xué)助理教授姚穎說(shuō)，可以用果凍來(lái)比喻“時(shí)間晶體”，與反復輕拍果凍時(shí)它的晃動(dòng)類(lèi)似，“時(shí)間晶體”在受到周期性沖擊后其結構也會(huì )在時(shí)間維度上重現。普通晶體則不會(huì )表現出這種特點(diǎn)。
姚穎介紹，“時(shí)間晶體”是一種新的物質(zhì)形態(tài)，屬于非平衡態(tài)。常見(jiàn)的許多物質(zhì)都是平衡態(tài)物質(zhì)，它們在不受外界影響時(shí)，結構等特征不會(huì )隨時(shí)間而變化。姚穎說(shuō)：“過(guò)去半個(gè)世紀里，我們一直在研究平衡態(tài)物質(zhì)，比如金屬和絕緣體。現在我們剛開(kāi)始探索非平衡態(tài)物質(zhì)這一全新世界。”
“時(shí)間晶體”的概念最初由美國麻省理工學(xué)院理論物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎獲得者弗蘭克·維爾切克在２０１２年提出。姚穎說(shuō)，他所在的研究小組充當了連接理論假設與實(shí)驗執行之間的橋梁，幫助兩個(gè)美國團隊以不同方式造出了“時(shí)間晶體”。
其中，馬里蘭大學(xué)的團隊將１０個(gè)鐿原子排成一列，然后用兩束激光交替轟擊它們，使得這些原子進(jìn)入一種穩定且重復的自旋翻轉模式，符合“時(shí)間晶體”的定義。另一個(gè)來(lái)自哈佛大學(xué)的研究團隊則通過(guò)向鉆石中密集充入氮氣的方式，也制造出了“時(shí)間晶體”。
由于“時(shí)間晶體”是一種非常新穎的物質(zhì)形態(tài)，研究人員還沒(méi)有想好如何利用它，不過(guò)由于理論上非平衡態(tài)物質(zhì)具有絕佳的存儲能力，這方面成果或許可用于開(kāi)發(fā)量子計算機。
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