科學(xué)家們有史以來第一次目睹稱為“時(shí)間晶體”的新物質(zhì)階段的相互作用。

該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然材料》上，可能會(huì)導(dǎo)致其在量子信息處理中的應(yīng)用，因?yàn)闀r(shí)間晶體在變化的條件下會(huì)自動(dòng)保持完整(相干)。保護(hù)相干性是阻礙強(qiáng)大量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要困難。

蘭開斯特大學(xué)的主要作者薩穆利·奧蒂(Samuli Autti)博士說：“控制兩個(gè)時(shí)間晶體的相互作用是一項(xiàng)重大成就。在此之前，沒有人在同一系統(tǒng)中觀察到兩個(gè)時(shí)間晶體，更不用說看到它們相互作用了。

“受控交互是任何希望利用時(shí)間晶體用于實(shí)際應(yīng)用(例如量子信息處理)的人的心愿單上的第一位。”

時(shí)間晶體不同于金屬或巖石之類的標(biāo)準(zhǔn)晶體，后者由原子以規(guī)則的重復(fù)模式排列在空間中。

時(shí)間晶體是由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者弗蘭克·威爾澤克(Frank Wilczek)于2012年首次提出的，并于2016年確定。時(shí)間晶體顯示出恒定的奇異特性，盡管沒有外部輸入，但時(shí)間上卻會(huì)重復(fù)運(yùn)動(dòng)。它們的原子一直在不斷地振蕩，旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，然后再朝一個(gè)方向移動(dòng)。

來自蘭開斯特大學(xué)，耶魯大學(xué)，倫敦皇家霍洛威大學(xué)倫敦分校和赫爾辛基阿爾托大學(xué)的國(guó)際研究人員團(tuán)隊(duì)使用He-3觀測(cè)了時(shí)間晶體，He-3是稀有的氦原子，缺少一個(gè)中子。實(shí)驗(yàn)在阿爾托大學(xué)進(jìn)行。

他們將超流體氦3冷卻到距離絕對(duì)零(0.0001K或-273.15°C)的十分之一度以內(nèi)。然后，研究人員在超流體內(nèi)部創(chuàng)建了兩個(gè)時(shí)間晶體，并使其接觸。

科學(xué)家觀察到兩種時(shí)間晶體相互作用，并交換組成顆粒從一種時(shí)間晶體流向另一種時(shí)間晶體，然后又返回，這種現(xiàn)象稱為約瑟夫森效應(yīng)。

時(shí)間晶體在實(shí)際應(yīng)用中具有巨大潛力。它們可以用來改善當(dāng)前的原子鐘技術(shù)，即復(fù)雜的鐘表，可以保持我們可能獲得的最精確的時(shí)間。他們還可以改善陀螺儀等技術(shù)，以及依賴原子鐘的系統(tǒng)(如GPS)。