时间晶体

一种四维以上的空间晶体晶格
时间晶体(英文名:Time crystal)是一开放系统,其与周围环境保持非平衡态,呈现时间平移对称破缺,是一种四维以上的空间晶体晶格。由弗朗克·韦尔切克于2012年提出。[1]时间晶体经历周期性运动,每隔一段时间就会回到最初的形态,并能自发打破时间平移对称性。也就是说,它可以随着时间改变,但是会持续回到开始时的相同形态,如同钟表的指针周期性地回到原始位置。[4]
时间晶体是一种量子粒子系统,相对于寻常晶体在空间上呈周期性重复,时间晶体则在时间上呈周期性重复而呈现永动状态。时间晶体在时间平移对称上具有自发对称破缺现象。时间晶体也与零点能量和动态卡西米尔效应有关。[1]因此时间晶体实质上是被锁在一段永恒的时间循环中。[4]

简介

时间晶体(英文名:Time crystal)是一种四维晶体,在时空中拥有一种周期性结构。一个时间晶体能自发破坏时间平移的对称性。它可以随着时间改变,但是会持续回到它开始时的相同形态,就如一个钟的移动的指针周期性地回到它的原始位置。与普通的钟或者其他周期性的过程不同的是,时间晶体和空间晶体一样会是最低限度的能量的一种状态。可以将它看作是一只可以永远保持走时精确无误的钟,即便是在宇宙达到热寂之后也是如此。[3]
物理学家Frank Wilczek于2012年在《物理评论快报》杂志上首次提出了时间晶体的想法。在此次研究中,他提出了一种自发打破“时间不变性”(时间的基本对称性)的物质形式。时间不变性的概念规定,现在做某事将产生与做同一件事相同的结果,例如,未来 1 分钟(所有其他条件相同)。在 Frank Wilczek的概念中,粒子(例如离子或亚原子粒子)之间的量子相互作用可以产生一种随时间重复振荡的物质状态,就像晶体具有在空间中重复的结构一样。这意味着,如果该物质在 2 分钟内振荡,那么现在对该物质做某事会产生与 1 分钟后做同样的事情不同的结果。[1]