| 200713 |
2017-03-20 23:07 |
科学家创造了新的物质形式：“时间晶体”
研究人员创造了世界上第一个时间晶体，它是一种既具有普通晶体的刚性又具有在正常的时间节奏的奇特的物质状态。 9gu$vF]9!
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盐、雪花和钻石都是晶体，这意味着它们的原子排列成重复的三维图案。近日，科学家们在《自然》杂志上报导，他们创造了一种被称为时间晶体的物质的相，在这种晶体中原子以一种在时间上重复而不是在空间上重复的模式来运动。
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时间晶体中的原子永远不会稳定成所谓的热平衡状态——在热平衡状态下它们都具有相同的热量。这是一类被称为非平衡相的广泛的新物质中的第一例子，这类新物质很早就已被预测过，但直到现在为止一直遥不可及。就像探险者登上一个未知大陆一样，物理学家们渴望探索这个奇特的新领域。 x" N{5
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得克萨斯大学奥斯汀分校物理系助理教授Andrew Potter说：“这开启了一个全新的非平衡相世界。我们采取了我们在过去的几年里一直在寻找的这些理论方法，并在实验室中实际制造出它们。很有可能，这只是第一个例子，未来还会有更多。” _ :R Q9x'
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物质的这些非平衡态中的一部分可能会有用于在量子计算机中存储或传输信息。 aJ!(c}N~97
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Potter是一个由马里兰大学的研究人员领导的团队中的一员，该团队成功地利用元素镱的离子（带电原子）创造了第一个时间晶体。通过采用合适的电场，研究人员像魔术师一样将这些离子中的10个悬浮在表面上方。接下来，他们用激光脉冲来击打这些原子，使其翻转。然后他们按着有规律的节奏一次又一次地撞击它们。这就建立起一个在时间上重复的翻转模式。 8 `\^wG$W
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重要的是，Potter指出，原子翻转的模式重复的速度只有激光脉冲的一半。这就像是一秒钟敲击两次钢琴键，但是音符一秒钟只发出一个。这个奇怪的量子行为是他和他的同事们预测的一个特征，并帮助确认了该结果确实是一个时间晶体。 "o| f
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除了马里兰大学和德克萨斯大学奥斯丁分校的研究人员之外，该小组还包括来自美国国家标准与技术学院，加州大学伯克利分校和哈佛大学的研究人员。 ?nVwT[
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诺贝尔奖得主，麻省理工学院的物理学家Frank Wilczek在2012年曾经教授一门关于晶体的课程，他想知道是否能制造出一种物质相，其不仅在空间上重复，而且能够在时间上重复运动。 q,e {t#t
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Potter和他来自加州大学伯克利分校的同事Norman Yao发明了一个制造该时间晶体的配方，并开发了一个验证它的方法，一旦你制造出这样一个晶体，它实际上就被实现了。该理论工作去年八月被公开宣布，并在一月份的《物理评论快报》杂志上进行了发表。 }"$2F0
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由马里兰大学利奇帕克分校的Chris Monroe领导的一个团队制造了一个时间晶体，Potter和Yao帮助证实了它确实具有他们所预测的特性。该小组在去年九月宣布了这一突破——构建一个真正工作的时间晶体，并在最近的《自然》杂志上出版了全面的经过同行评议的表述。 h;q= <[h\
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由哈佛大学Mikhail Lukin所带领的团队在第一个小组创造第一个晶体后一个月，从金刚石中制造出了第二个时间晶体。 trl:\m
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原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170308131228.htm
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