【在地平線上的時空晶體】

明道

【在地平線上的時空晶體】

 

 

時空晶體的未來呢？

異國情調的時空晶體結構，稱為可能很快成為現實，這要歸功於研究的物理學家在美國和中國的合作進行了。

發展提出的理論物理學家弗蘭克·維爾澤克，技術在美國麻省理工學院的一個想法，研究人員，展示了如何可以旋轉晶體的離子阱堅持，即使在能量最低的狀態，使其能夠打破時空以及作為空間對稱性。

正常的晶體組成的原子或分子佈置在有序的3D結構，形成一定的溫度以下，以盡量減少在材料內的勢能。

鑽石中的碳原子，例如，遇到一個有吸引力的力在更長的距離，但在較小尺度的排斥力，這意味著它們的能量是在最低限度，當它們彼此分離，通過大致相同的中間距離。

與此相反，在較高的溫度下，晶體中的原子可以存在於許多更無序的狀態比排列的狀態，如果前者佔上風的傾向，這會導致材料熔化。

晶體的熵能源的勝利，說：維爾切克。

及時對稱性破缺

維爾切克想出了一個“時間水晶”的想法後，問自己是否材料在低溫下的結構可在時間，而不是空間或在除了它。

一個正常的晶體所述打破空間對稱，因為其構成粒子線在特定的方向，而不是被規則地間隔開的（因為它們是在較高的溫度下）。

打破時空對稱，類似的，簡單的說就是一個對象或集合的粒子經歷某種形式的系統時間的變化。

維爾切克指出，這是真正的行星在太陽系以及時鐘，例如。

但這些都是運動，在由某種外部能源和最終運行的系統。

維爾切克不知道是否運動也可能是在孤立系統中存在的基態。

他承認，這種想法是“危險性”的永動機。他指出，在基態，這樣的系統不能產生有益的工作。

然而，他們會要求，能量被停止。

他們會產生一種形式的永動機，他說，這是一個有點嚇人的聲譽在物理的人說。

的預訂不談，威爾切克意識到超導體來接近作用以這種方式，因為它們中存在的最低的狀態下，但發射電流。

然而，它們屬於短，因為目前的時間沒有改變。

要打開超導體的時間晶體，維爾切克提出改變一個超導給它一個時間的高峰期，行駛時，周圍的超導環，將類似於“鼠標移動”裡面的蛇。

他發現數學上，這種方案實際上是可能的，並且是允許的，因為它會導致在系統的勢能從一個較大的下降，該系統的有限的動能。

離子阱

張翔和Tongcang李的大學，加州大學伯克利分校和他的同事，然而，認為這個特殊的計劃將在實踐中難以實現的，因為它會吸引需要喜歡電荷的粒子與另一個以創建腫塊電流。

他們的建議，而不是捕獲離子在非常低的溫度下，利用他們的相互排斥，使它們成環狀排列。

李解釋說，這枚戒指是類似於一個傳統晶體。

然後設置一個磁場的某些值在整個環，環可連續旋轉，其能量最低的狀態 - 換句話說，他說，這將成為一個空間，時間水晶。

李老師說，這樣的設備在實際建設面臨的主要挑戰將是在足夠小的陷阱的冷卻離子下降到足夠低的溫度。

他和他的同事們計算，以形成空間 - 時間結晶的十分之一的一毫米，100鈹離子將需要被冷卻下來，只有十億分之一的開爾文，具有較大的環需要甚至更低的溫度下。

但他相信，這種技術的需求可以被滿足，無論是他自己的組或其他組。

這是可以克服的離子阱技術的發展在不久的將來，他說，補充說，什麼時候發生這種情況取決於資金等諸多因素的。

張亞勤認為，一旦建成，這種裝置可以提供了一個新的層面探索多體物理和新興的物性，也可以提高我們的對稱性破缺的了解，如被認為是給定的顆粒其質量隨著宇宙的膨脹和冷卻。

維爾切克，被困離子的建議“更拼寫，專業”的比他自己的計劃，還認為，空間，時間晶體可能會產生實際的應用程序，即使它是不明確的，在這個階段，這些應用程序是什麼。

這項工作正在探索新的物質狀態，他說，可能會導致意想不到的方向。

該文件是在arXiv預印本服務器（arXiv：1206.4772v1）。

關於作者

埃德溫·Cartlidge是一個總部設在羅馬的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jul/03/space-time-crystals-on-the-horizon