世界首創(chuàng)：物理學(xué)家創(chuàng)造了一種我們實(shí)際上可以看到的時(shí)間晶體

物理學(xué)家剛剛在時(shí)間晶體的神秘領(lǐng)域取得了新的突破。

第一次，時(shí)間水晶已經(jīng)建造得可以用人眼直接看到，在一系列霓虹色條紋中蕩漾。該材料的構(gòu)造可以開辟一個(gè)全新的技術(shù)可能性世界，包括新的防偽措施、隨機(jī)數(shù)生成器、二維條形碼和光學(xué)設(shè)備。

“它們可以直接在顯微鏡下觀察到，甚至可以在特殊條件下用肉眼觀察到，”物理學(xué)家趙漢青說科羅拉多大學(xué)博爾德分校。

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時(shí)間晶體是最近才出現(xiàn)的現(xiàn)象。預(yù)測在2012之內(nèi)作者：美國理論物理學(xué)家弗蘭克·威爾切克，它們最初被一些物理學(xué)家駁回，認(rèn)為它們是一個(gè)違法的概念，有可能違反熱力學(xué).

然后，在 2016 年，一個(gè)美國物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)報(bào)告實(shí)際觀察到它們在實(shí)驗(yàn)中。

所以這是簡短的版本。金剛石、石英和鹽等結(jié)晶材料是由在空間中重復(fù)的粒子組成的三維原子晶格，有點(diǎn)像幾何圖形叢林健身房原子位于連接處。您可以獲取晶格的任何部分并將其完美疊加在另一個(gè)部分上。

時(shí)間晶體是時(shí)間維度上的粒子圖案：換句話說，時(shí)間晶體不僅在空間中重復(fù)，而且在時(shí)間上也重復(fù)。它們的粒子以重復(fù)的方式振蕩，這樣也可以疊加。 至關(guān)重要的是，振蕩打破了時(shí)間對(duì)稱性，似乎無視環(huán)境中的任何節(jié)奏。

時(shí)間晶體在探索量子行為和技術(shù)應(yīng)用方面的潛力都非常令人興奮。這就是為什么科學(xué)家們喜歡探索它們的特性并找出是什么讓它們（咳咳）打勾。

趙和他的同事、科羅拉多大學(xué)博爾德分校的物理學(xué)家伊萬·斯馬柳赫 （Ivan Smalyukh） 用液晶制造了他們的時(shí)間晶體——這種材料與通常用作時(shí)鐘和電視屏幕的 LCD 中的材料相同。它們由棒狀分子組成，其行為有點(diǎn)像液體，有點(diǎn)像晶體。

研究人員將液晶夾在涂有光響應(yīng)染料的玻璃板之間。當(dāng)它們將特定類型的光照射到樣品上時(shí)，染料分子會(huì)偏振或改變其方向，從而對(duì)液晶施加壓力。

這種壓力在液晶中產(chǎn)生扭結(jié)，這些扭結(jié)在一系列復(fù)雜的步驟中相互作用，產(chǎn)生一種重復(fù)數(shù)小時(shí)的運(yùn)動(dòng)模式，即使在不斷變化的光線和溫度條件下也是如此。

在樣品中觀察到這些圖案為一系列起伏的彩色條紋。

“萬物無中生”斯馬柳克說.“你所做的只是照亮一盞燈，整個(gè)時(shí)間水晶世界就會(huì)出現(xiàn)。”

雖然研究結(jié)果符合被歸類為時(shí)間晶體的嚴(yán)格要求，但研究人員表示，進(jìn)一步探索不同系統(tǒng)中時(shí)間晶體特性的空間很大。在探索時(shí)間晶體如何在不同狀態(tài)下顯現(xiàn)時(shí)，研究人員認(rèn)為可能會(huì)出現(xiàn)不同的標(biāo)準(zhǔn)集。

同時(shí)，現(xiàn)在可以看到的實(shí)際應(yīng)用潛力也令人深感耐人尋味。

“光學(xué)器件、光子時(shí)空晶體發(fā)生器、電信和防偽設(shè)計(jì)中的潛在技術(shù)應(yīng)用可能標(biāo)志著時(shí)空晶體令人興奮的前沿的開始，基礎(chǔ)研究的進(jìn)步可以推動(dòng)技術(shù)實(shí)用性?！?a>趙和斯馬柳赫寫道.

該研究已發(fā)表在天然材料.

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