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摘要:科学家最近成功地创造了一种被称为时间晶体的神秘物质状态。E.Edwards/JQI)编者注:本文于3月9日上午11:20更新,一种被称为时间晶体的奇怪的新物质状态似乎无限期地中止了热力学定律,两个新的实验表明,时间晶体本质上是一个原子或离子的...,这些原子或离子相距很远,但仍然相互作用。时间晶体的工作是因为量子效应,或者是描述微小亚原子粒子聚集的奇异规则。
编者注:本文于3月9日上午11:20更新,
一种被称为时间晶体的奇怪的新物质状态似乎无限期地中止了热力学定律,两个新的实验表明,
时间晶体本质上是一个原子或离子的 ... ,这些原子或离子相距很远,但仍然相互作用。这种形式的物质以一定的频率无限期地“滴答”着,而不加热或产生熵,熵是宇宙中总是增加的无序的自然状态。时间晶体的工作是因为量子效应,或者是描述微小亚原子粒子聚集的奇异规则。
新创造的物质加入了许多其他奇异的物质状态,如超导体、量子自旋液体和超流体。
我们发现了一个新的物质相,“研究报告的合著者之一、哈佛大学理论物理研究生Soonwon Choi说。”它是一种在时间上运动而仍然稳定的东西,“[物理学中18个最大的未解之谜]
虽然新发现的物质状态本身很迷人,但它也可能为不丢失信息的量子计算机铺平道路,
时间晶体物理学家Frank Wilczek在2012年的《物理评论快报》上首次提出了时间晶体的概念。在那项研究中,他提出了一种物质形式,它自发地打破了“时间不变性”,即时间上的基本对称性。时间不变性的概念决定了现在做某事会产生与做同样的事情相同的结果,例如,在未来1分钟(所有其他条件都相等)中。
在Wilczek的概念中,然而,粒子之间的量子相互作用,例如离子或亚原子粒子,会产生一种物质状态它在时间上反复振荡,就像晶体的结构在空间中重复一样。这就是说,如果物质以2分钟的周期振荡,那么现在就对它做一些事情会产生不同的结果,而不是1分钟后再做同样的事情。[照片:实验室里创造的奇异时间晶体]
来理解这意味着什么,想象两个人拿着一根跳绳,为第三个人荡来跳去。在物质的一般状态下,如果绳子每秒绕一圈,那么人必须每秒跳一圈。但在一个时间晶体中,就像跳高者每隔一次跳绳落地就抬起脚,但却不知何故保持时间,不被绳子缠住,研究合著者、加州大学伯克利分校的物理学家诺曼•姚(Norman Yao)说,今年早些时候,他开发了一种用于测试时间晶体的理论框架。“KdSPE”“KDSPs”最近在Wilczek的思想基础上的后续工作表明,时间晶体在热平衡中是不存在的。(热力学的一个基本原理是,两个接触的物体最终会在系统稳态或热平衡的相同温度下卷起)。但是不久之后,研究人员就发现时间晶体可以在动态状态下存在,当系统变化很快,还没有达到热平衡时,
在今年早些时候,姚与德克萨斯大学奥斯汀分校的物理学家安德鲁·波特和他的同事们共同开发了一篇理论论文,确定了时间晶体的关键特征。这篇论文预测了这样一种晶体会变成一种更单调的物质状态时会发生什么,并提出了一种实验 ... 来证明时间晶体的存在。独立地,Choi和他的同事们发明了他们自己的想法,证明了时间晶体存在的 ... ,然后开始在实验室里制造这样一个晶体。在今天(3月8日)发表的一份研究报告中,“悬浮”热力学的“悬浮物”,“一个”,“一个”。
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