兩項獨立研究均證實,物理學基本熱量理論認為不可能存在的時間晶體是存在的。《自然》 3月8日報道,這種新物態——時間晶體不是科學幻想,已經被兩個獨立試驗證實了。 

加州大學柏克萊分校的物理學家諾曼.姚(Norman Yao)與馬里蘭大學的物理學家使用激光激發含有十個鐿原子鏈中,製造電子自旋相糾纏的時間晶體,其中鐿原子系統產生的重複周期是激光照射周期的兩倍。 

姚與哈佛大學的物理學家合作,利用另一種人造金剛石的人工晶格方法,開發出具有同樣原子排列特點的時間晶體。

時間晶體是一種與通常我們知道的鹽、雪花、鑽石等完全不同的物質狀態(物態),是諾貝爾物理學獎獲得者弗朗克.韋爾切克(Frank Wilczek)於五年前根據愛因斯坦的相對論所設想的一種物態。 

時間晶體是一種 新的原子排列方式

相對論認為,世界是四維的,包括眼睛所見的三維及時間維度。韋爾切克指出,新物態中的原子排列特點可以按照相對論描述的那樣,隨著時間的變化而變化。 

但是,科學家們注意到,韋爾切克所說的新物態不符合物理學中的熱學基本定律或基本對稱法則。該熱學基本定律認為能量不能「憑空」產生,以及物質的能量狀態總是從「有序」自動轉換為「無序」。 

哈佛大學的研究者柯瑪妮(Vedika Khemani)說:「這是一種新的原子排列方式,以前認為不可能存在。看到這個(確實存在的)結果,讓人極為高興。」 

報道說,從另外的角度講,這種時間晶體中的原子運動無需任何外界能量來維持,也就是符合以前物理學界認為不可能存在的「永動機」,當然試驗所得到這種永動機所產生的能量極小,不可能被利用。 

諾曼.姚表示:「咋一看,這不可能,這是錯誤的。」實際上,「問題不是表面看上去那麼的簡單。」◇