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时间晶体真的存在?科学家在儿童玩具中发现时间晶体信号

北极蚊子 2018-5-8 13:42

时间的流逝无处不在,人类对时间也格外在意,害怕变老,害怕时光流逝的太快却留不下有价值的回忆,更害怕虚度此生。

因为时间易逝,所以人们对永恒的东西总是情有独钟,比如钻石,钻石恒久远。钻石和宝石确实接近永恒,但是你可能不知道,有一种神秘的存在更加接近永恒,它就是”时间晶体“。

永不停止的时间,永远运动的原子

2012 年,诺贝尔奖得主、麻省理工教授维尔切克首次提出时间晶体的概念。晶体我们都大概明白是什么,像冰块、食盐、钻石等等都属于晶体。

这些晶体内部的原子自发的排列成有序结构,就变成了那些晶莹剔透的、存在于三维空间上的晶体。

但是时间晶体与普通晶体不同,因为它是一个四维空间上的晶体,它的内部有原子,这些原子不受外力控制,会随时间流逝自行周期变化。

举个不太恰当的例子,这就像一杯水在温度完全不变的情况下,每隔十五分钟就会变成冰,然后再融化成水。循环往复,永不停止。

世界中的物质基本都是处于“平衡态”之中的,在没有能量、不受力的情况下无法进行任何运动。又或者说,平衡态物质耗费能量最少的状态,就是一动不动的状态。

但是时间晶体不同,它是非平衡态物质,没有外力作用的情况下,时间晶体依然可以做周期运动,而这种周期运动状态也是时间晶体耗费能量最少的状态。

时间晶体从哪来?或许在儿童玩具中就能找到

看完之后,大家可能还是觉得云里雾里的,想知道,到底有没有时间晶体,有的话在哪呢?

近年来,时间晶体可以说是十分火了,研究它的科学家人数也在逐渐攀升,有些科学家甚至称制造出了时间晶体。

例如马里兰大学利用激光磁场改变镱离的自旋状态,使其产生自己的震动频率。加州大学伯克利分校的研究人员则选择建立离子陷阱,用静态磁场促使离子运动。

而就在最近,耶鲁大学的研究人员找到了时间晶体的信号,你知道从哪找到的不?

这种物质叫磷酸一铵,最神奇的是磷酸一铵是在“自种水晶”玩具中非常常见的物质。

虽说寻找时间晶体有了些眉目,但是要知道,科学家们制造出来的时间晶体依旧不会在没有外力的作用下进行周期运动,也就是说它们仍旧需要外力帮助。

但总的额说来,这些发现还是意义重大的,它们让时间晶体不只是停留在概念中,也表明我们离发现时间晶体更近了一步。

如何利用超越时间与熵力的力量?

这种神奇晶体的实际用处,也是吸引科学家们广泛关注的一个原因。在万智牌中,有一张名为“白金皇像”,对于这张牌的解释是“它忽视时间、熵力、死亡这些微不足道的力量”。

这就花说的很霸气,用来做时间晶体的代名词在合适不过了。时间晶体其实很像超导体,它在极端低温的情况下依然可以运载电流,永不停止。

换句话说就是,如果有一天宇宙进入了永远黑暗、永远寒冷的热寂状态,一切物质都无法再吸收能量从而停止运行时,时间晶体仍然不会受到影响。

很多人认为永远呈周期性运动的时间晶体是一种永动机,但很快这种说法就被“辟谣”了。

因为周期性运动的颤态是时间晶体耗费能量最少的状态,也就无法从这一状态中提取能量。

又比如说有人声称时间晶体可以成为“时间胶囊”,永久的保存人的记忆,并且循环播放那些美好时光。

实际上这也是一种理想化的猜想,先不提如何在时间晶体上编程,提取记忆这件事我们还没弄明白呢。

那说了半天,时间晶体到底能干啥呢?其实科学家们研究时间晶体还是有一些实际作用的。

第一是在量子模拟上,量子这种东西很难搞,一些量子实验要求非常严格,比如需要在零下两百摄氏度左右的极低温度中才能稳定进行,这就很难办了。

但是时间晶体不害怕低温,能在这种温度下正常运行,如果我们未来可以充分利用时间晶体的话,有望降低量子实验的成本。

第二是在超高灵敏传感器上,钻石属于传统的传感材料,但它有缺点,那就是接受的温度磁场变化是”限量“的,如果信息超量,就会出现量子态紊乱。

而时间晶体的稳定特性使其可以接受大量的变化信号,去检测细胞活性、原子层厚度等等的变化。这样稳定的高敏感传感器,会让生物医学产生突飞猛进的发展。

第三是在量子计算机上,制造量子计算机的一大难点就是找到一种材料,既可以大量读写储存,又可以保持恒定运动的量子态。目前看来,稳定的时间晶体拥有绝佳的储存能力,很可能就是最适合的材料。

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