據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，“時(shí)間晶體”的概念最初提出于2012年。2017年，科學(xué)家首次觀察到現(xiàn)實(shí)中的離散時(shí)間晶體。我們熟悉的晶體均為“準(zhǔn)晶體”形式，因此不久便發(fā)現(xiàn)了時(shí)間“準(zhǔn)晶體”。而科學(xué)家如今找到了一種同時(shí)也是時(shí)間“超固體”的時(shí)間“準(zhǔn)晶體”。聽不懂沒關(guān)系，畢竟作者自己也不是很明白。 4 Qo(Wl
 
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先來梳理一下這句話的成分，看看你能理解多少。 LD.^.4{c:  
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晶體和準(zhǔn)晶體 UBgheu  
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晶體是指物質(zhì)單位按一定周期在空間中不斷重復(fù)排列成的結(jié)構(gòu)，因此可以無空隙地填滿空間。這些單位只能重復(fù)、不能旋轉(zhuǎn)。由原子構(gòu)成的方格可以填滿整個(gè)空間。準(zhǔn)晶體同樣用重復(fù)的單位無間隙地填滿空間，但這些單位可以旋轉(zhuǎn)。準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)同樣呈有序排列，但與我們熟悉的“有序”不同，在準(zhǔn)晶體中，兩塊部分重疊的圖案按照不同的間隔重復(fù)排列。最重要的是，其間隔之比并非整數(shù)。 a*qf\&Vb|  
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將空間換成時(shí)間 8hKyp5(%l  
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在離散時(shí)間晶體中，重復(fù)排列的不是原子位置，而是某種行為。但可別把它想成來回?fù)u晃的擺錘，這兩者其實(shí)有所區(qū)別。假設(shè)我要將擺錘做成一個(gè)時(shí)間晶體。擺錘有天然的振蕩頻率。我可以按這一頻率推動(dòng)擺錘，讓它開始擺動(dòng)。也可以固有頻率的一半推動(dòng)它，擺錘照樣能正常擺動(dòng)。 yV'<l .N  
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但我不能按固有頻率的兩倍推動(dòng)擺錘，否則擺錘就無法正常運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榈谝淮瓮苿?dòng)讓擺錘開始運(yùn)動(dòng)，第二次則剛好讓擺錘停止運(yùn)動(dòng)。要想讓擺錘有力振蕩起來，擺錘的固有頻率就必須為推動(dòng)擺錘的頻率的整數(shù)倍。 =GP~h*5es  
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在離散時(shí)間晶體中，我們推動(dòng)“擺錘”振動(dòng)的頻率與其固有頻率并不吻合。但其振動(dòng)并不會(huì)因此停止，反而會(huì)按照既非固有頻率、也不符合驅(qū)動(dòng)頻率的新頻率來回振動(dòng)。如果能造出這種物質(zhì)，也許就得到了時(shí)間晶體。 j06Xz
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與普通準(zhǔn)晶體類似，時(shí)間準(zhǔn)晶體可同時(shí)出現(xiàn)兩種不同的振動(dòng)頻率，就像一條繩子上同時(shí)出現(xiàn)兩種振動(dòng)波。但這些頻率都不是驅(qū)動(dòng)頻率的整數(shù)倍。并且和普通準(zhǔn)晶體一樣，這兩種頻率之比也并非整數(shù)。 (_9cL,v  
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稀奇古怪的性質(zhì) ug|'}\LY  
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研究人員使用冷卻至絕對(duì)零度的氦-3（少一個(gè)中子的氦同位素）來觀察時(shí)間晶體和時(shí)間準(zhǔn)晶體。由于原子核中粒子數(shù)量為奇數(shù)，氦-3的磁矩很強(qiáng)。且氦原子磁矩均指向同一方向，構(gòu)成了所謂“磁振子”。 UC u4S >  
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研究人員觀察到了一種時(shí)間準(zhǔn)晶體，由在空間中緩慢自旋的磁振子構(gòu)成。這些磁振子由裝有氦的容器產(chǎn)生的磁場(chǎng)、以及另外施加的射頻場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。結(jié)果磁振子產(chǎn)生了兩種振動(dòng)頻率，既非驅(qū)動(dòng)場(chǎng)頻率的整數(shù)倍，也不是彼此的整數(shù)倍。 T|/B}srm  
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這一部分是因?yàn)轵?qū)動(dòng)磁振子的射頻場(chǎng)只能輸入隨機(jī)能量。而這樣一來就更難理解了。就像一個(gè)嬰兒在亂敲鋼琴鍵，但你聽到的不是亂七八糟的噪音，而是整整齊齊、不斷重復(fù)的音階。 |t1ij'N  
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研究人員將射頻場(chǎng)關(guān)閉之后，時(shí)間準(zhǔn)晶體很快便分崩離析，系統(tǒng)進(jìn)而形成了離散時(shí)間晶體。氦磁場(chǎng)可改變?nèi)萜鞯男螤�，使氦原子在其中發(fā)生碰撞，系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)頻率正是來源于此。 viLK\>>  
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但這一過程無法一直持續(xù)下去。隨著氦原子四處碰撞，有些氦原子會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)、改變朝向。它們的磁場(chǎng)方向也會(huì)隨之翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致它們被拋離系統(tǒng)。久而久之，離散時(shí)間晶體便會(huì)逐漸銷蝕不見。 "!fvEE  
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超固體時(shí)間晶體 *Dz<Pi^  
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讀到這里，是不是覺得這東西古怪極了？別急，它還能更古怪呢。氦-3在低溫下會(huì)形成一種特殊的超流體，名叫拓補(bǔ)超流體。而氦形成的磁振子的自旋非零，這一性質(zhì)必須保持不變。因此自旋在氦-3中的傳輸也呈現(xiàn)出超流體特性，就像“超流體中的超流體”。 tH}$j  
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這種磁振子也屬于時(shí)間晶體。如果我們將晶體視為一種時(shí)間固體，那么這種時(shí)間晶體必為超固體。 M_ GN3  
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什么是超固體？其實(shí)就是沒有摩擦力的固體。兩塊超固體從彼此表面擦過時(shí)，不會(huì)損失任何能量�，F(xiàn)實(shí)中是否存在超固體仍是個(gè)爭(zhēng)議話題，相關(guān)證據(jù)也模棱兩可。將超固體等同于時(shí)間晶體似乎還為時(shí)過早。 m9&MTRD\  
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不過話說回來，這方面的研究還是很酷炫的，是不是？