研究證實「時間晶體」展現四維時空物質特徵
科學家將這種隨著時間變化,而結構發生改變的「四維時空」物質稱為「時間晶體」(time crystals)。
據澳洲科技網站Science Alert 1月28日報導,這種「時間晶體」的概念似乎十分抽象,但是它意味著物理學進入一個新的時代。我們幾十年來一直在探索宇宙中,是否存在「非平衡態物質」(non-equilibrium matter),而不是只有目前認識到的「空間平移對稱性」(spatial translation symmetry)三維空間物質。
「時間晶體」就是要尋找的「非平衡態物質」,不遵守物理學基本理論中的「空間平移對稱性」。
美國加州大學1月26日報導說:該大學伯克利分校參與研究的科學家諾爾曼·姚(Norman Yao)解釋,傳統意義上的三維空間「晶體」,在宇宙物質中不過是冰山一角。
通常所提及的晶體會讓人聯想到價值不菲的珠寶、璀璨生輝的水晶、精緻琦美的雪花等。這些晶體的原子或分子,在三維空間按一定規律周期重複排列,但是它們在無數的宇宙物質形態中,僅為極少的幾種。
愛因斯坦曾說:我們生活在四維時空,這個時空包含看得見、摸得到的三維空間及一個名稱為「時間」的第四個維度。人們所知道的晶體結構僅僅表現為三維空間的變化,而不隨著「時間」維度的變化而變化。
「時間晶體」則不同,其結構隨著時間變化而變化。「時間晶體」是諾貝爾獎得主維爾切克(Frank Wilczek),在2012年首次提出之後,2016年普林斯頓大學和加州大學,聖塔芭芭拉分校的理論物理學家,各自獨立證明瞭這種晶體可以存在。現在,伯克利分校的研究組則在試驗中,「看到」這種表現四維空間特點的物質。
印第安納大學(Indiana University)的物理學家菲利·黎舍姆(Phil Richerme)評論道:「觀察到這種獨特的時間晶體……證實自然界中,存在打破物理學對稱定律的情況,指明一個新的探索領域。」
該研究發表於最新一期《物理學評論快報》(Physical Review Letters)。