时间晶体是一种在时间维度上持续重复出现的物质形态,就像普通晶体中的原子在空间重复排列一样。此前,时间晶体仅存在于复杂的量子物质中,但物理学家找到了一种方法,能够在特定条件下制造出一种可用肉眼看到的时间晶体。这项成果9月4日发表于《自然·材料》。该研究涉及兼具液体与固体特性的“液晶”棒状分子。研究人员只需将光照射在液晶上,就能在其表面产生扭曲分子的涟漪。即使改变了外部条件,涟漪也会以不同的节奏持续移动数小时。这种节奏与任何外部输入的作用力不同步,满足了时间晶体的两项核心定义标准。
2012年,诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek首次提出时间晶体的概念。Wilczek构想的时间晶体如同一台永动机—— 一种能在自然静止状态下无限循环的物质。后来有团队发表论文,通过数学方法证明这一概念是不可能实现的,但研究人员很快发现,可能存在其他类型的时间晶体。例如,有序时间晶体可存在于持续变化而非静止的特殊系统中。
研究人员表示,这些时间晶体薄层可嵌入纸币中,用于验证真伪。他们称,光线穿过多组有不同特征图案的晶体后,不仅会产生单一方向的波纹,还会形成动态的二维条形码。这种条形码极难伪造,同时也可用于存储信息。
在显微镜下看到的时间晶体。图片来源:《自然·材料》
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