美造出新物質形態“時間晶體”

　　提到晶體，普通人可能會想到鉆石等物質，其中原子在空間維度上按一定規律重復排列。那有沒有晶體的結構能在時間維度上重現呢？這樣的晶體就是“時間晶體”，美國研究人員剛剛報告說制造出了這種新的物質形態。

　　美國加利福尼亞大學伯克利分校研究人員最近在美國《物理評論快報》雜志上發表論文，描述了如何制造“時間晶體”和測量其特性。論文主要作者、該校物理學助理教授姚穎說，可以用果凍來比喻“時間晶體”，與反復輕拍果凍時它的晃動類似，“時間晶體”在受到周期性沖擊后其結構也會在時間維度上重現。普通晶體則不會表現出這種特點。

　　姚穎介紹，“時間晶體”是一種新的物質形態，屬于非平衡態。常見的許多物質都是平衡態物質，它們在不受外界影響時，結構等特征不會隨時間而變化。姚穎說：“過去半個世紀里，我們一直在研究平衡態物質，比如金屬和絕緣體。現在我們剛開始探索非平衡態物質這一全新世界。”

　　“時間晶體”的概念最初由美國麻省理工學院理論物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者弗蘭克·維爾切克在2012年提出。姚穎說，他所在的研究小組充當了連接理論假設與實驗執行之間的橋梁，幫助兩個美國團隊以不同方式造出了“時間晶體”。

　　其中，馬里蘭大學的團隊將10個鐿原子排成一列，然后用兩束激光交替轟擊它們，使得這些原子進入一種穩定且重復的自旋翻轉模式，符合“時間晶體”的定義。另一個來自哈佛大學的研究團隊則通過向鉆石中密集充入氮氣的方式，也制造出了“時間晶體”。

　　由于“時間晶體”是一種非常新穎的物質形態，研究人員還沒有想好如何利用它，不過由于理論上非平衡態物質具有絕佳的存儲能力，這方面成果或許可用于開發量子計算機。