科學家首次觀察到「時間晶體」的相互作用

2020-08-19 科技工作者


阿爾託大學的「旋轉冰箱」。

《自然·材料學》雜誌8月17日發文稱，英國蘭開斯特大學、美國耶魯大學和芬蘭阿爾託大學等，藉助罕見的同位素氦-3，首次觀測到了新物質相「時間晶體」的相互作用。

該成果有可能在量子信息處理領域有重要應用價值——時間晶體在不同條件下會自動保持完整-相干性，而如何保持相干性，是量子計算機發展過程中面臨的主要難點。

論文作者、蘭開斯特大學研究人員Samuli Autti博士說：「能控制兩種時間晶體的相互作用是一項重大突破。此前，還沒有研究人員能在同一系統中觀察兩個時間晶體，更不用說研究它們之間的相互作用了。受控交互是將時間晶體投入實際應用（如量子信息處理）的基石。」

諾貝爾獎得主Frank Wilczek於2012年首次提出了時間晶體概念。科學家在2016年確認了其存在性。

時間晶體具有一種奇異的特性，即在沒有外部輸入的情況下，原子可以不斷地振蕩、旋轉，或者往復運動。

研究人員在低溫下製造了兩個時間晶體，並讓它們相互接觸。接著，他們發現兩者產生了相互作用，並交換了組成粒子：粒子從一個時間晶體流向另一個時間晶體，然後回流。研究人員稱之為「約瑟夫森效應」。

研究人員表示，時間晶體巨大的應用潛力還有待開發。例如用於原子鐘、陀螺儀和GPS等技術的改進。

編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：橘子

期刊來源：《自然·材料學》

期刊編號：1476-1122

原文連結：https://phys.org/news/2020-08-crystals-interacting.html

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