首次觀察「時間晶體」相互作用
2020-08-31 工程學習
阿爾託大學的旋轉冰箱。圖片來源：阿爾託大學/ Mikko Raskinen
科學家們有史以來第一次目睹了稱為「時間晶體」的新物質階段的相互作用。
該發現發表在《自然材料》上，可能會導致其在量子信息處理中的應用，因為時間晶體在變化的條件下會自動保持完整（相干）。保護相干性是阻礙強大量子計算機發展的主要困難。
蘭開斯特大學的主要作者薩姆利·奧蒂博士說：「控制兩個時間晶體的相互作用是一項重大成就。在此之前，沒有人在同一系統中觀察到兩個時間晶體，更不用說看到它們相互作用了。
「受控交互是任何希望利用時間晶體用於實際應用（例如量子信息處理）的人的心願單上的第一項。」
時間晶體不同於標準晶體（例如金屬或巖石），後者是由原子以規則的重複模式排列的。
時間晶體是由諾貝爾獎獲得者弗蘭克·威爾澤克（Frank Wilczek）於2012年首次提出的，並於2016年確定。時間晶體顯示出恆定的奇異特性，儘管沒有外部輸入，但時間上卻會重複運動。它們的原子一直在不斷地振蕩，旋轉或移動，然後再朝一個方向移動。
來自蘭開斯特大學，耶魯大學，倫敦皇家霍洛威大學倫敦分校和赫爾辛基阿爾託大學的國際研究人員團隊使用He-3觀測了時間晶體，He-3是稀有的氦原子，缺少一個中子。實驗是在阿爾託大學進行的。
他們將超流體氦3冷卻到距離絕對零（0.0001K或-273.15°C）的十分之一度以內。然後，研究人員在超流體內部創建了兩個時間晶體，並使其接觸。
科學家觀察到兩種時間晶體相互作用，並交換組成顆粒從一種時間晶體流向另一種時間晶體，然後又返回，這種現象稱為約瑟夫森效應。
時間晶體在實際應用中具有巨大潛力。它們可以用來改善當前的原子鐘技術，即複雜的鐘表，可以保持我們可能獲得的最精確的時間。他們還可以改善陀螺儀等技術，以及依賴原子鐘的系統（如GPS）。
相關焦點
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科學家首次觀察到「時間晶體」的相互作用
《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。 -
科學家首次觀察到「時間晶體」的相互作用
「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。 -
首次觀測到「時間晶體」相互作用
科學家們有史以來第一次目睹了一種被稱為「時間晶體」的新物質相之間的相互作用。發表在「自然材料」上的這一發現可能會導致量子信息處理的應用，因為時間晶體在不同的條件下會自動保持完整-相干。保護相干是阻礙功能強大的量子計算機發展的主要困難。 -
科學家觀察到能彼此相互作用的「時間晶體」，可以比原子鐘更精確
「控制兩個時間晶體的相互作用是一項重大成就。」甚至在十年前，科學家還發現了一種奇異的新物質狀態，其中原子以重複的模式排列自己，類似於您在晶體金屬或巖石中發現的狀態。但是這些原子不僅隨空間排列，而且隨著時間的流逝也不斷運動。這就是他們如何獲得夢幻般的名字的原因：「時間晶體」。自從第一次合成時間晶體以來，這種罕見現象只出現了幾次。 -
「時間晶體」相互作用首次發現
來源：科技日報科技日報北京8月18日電 （記者劉霞）一個國際科研團隊在最新一期《自然·材料》雜誌撰文稱，他們首次觀察到了「時間晶體」的相互作用。最新研究有望促進量子信息處理技術的發展，改善當前的原子鐘技術，提高陀螺儀以及依賴原子鐘的系統（如GPS）的性能。 -
「時間晶體」相互作用首次發現
一個國際科研團隊在最新一期《自然·材料》雜誌撰文稱，他們首次觀察到了「時間晶體」的相互作用。最新研究有望促進量子信息處理技術的發展，改善當前的原子鐘技術，提高陀螺儀以及依賴原子鐘的系統（如GPS）的性能。 -
「時間晶體」相互作用首次發現，有望改進原子鐘技術
科學家有史以來第一次觀察到了 「時間晶體」 的相互作用。這項研究發表在《自然 · 材料學》雜誌上。來自蘭卡斯特大學的第一作者薩穆利·奧蒂（Samuli Autti）博士說：「控制兩種時間晶體的相互作用是一項重大成就。在此之前，沒有人在同一個系統中觀察到過兩個時間晶體，更不用說看到它們之間的相互作用了。 -
時間晶體的相互作用可以幫助推動衛星導航技術的發展
科學家第一次觀察到了一個新的物質階段，即「時間晶體」相互作用。由於時間晶體會在不斷變化的條件下自動保持其結構（一種相干狀態），因此這可能會導致量子信息處理方面的新進展。而保持相干性是製造強大量子計算機的主要障礙。 -
「時間晶體」的相互作用首次被發現，或可應用於量子信息處理
《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。 -
利用全新量子顯微鏡,科學家首次觀察到納米光晶體內光的動態
以色列理工大學近日表示，艾杜·卡米內爾教授及其團隊在量子科學領域取得了重大突破，研發出能記錄光流的量子顯微鏡，並利用它直接觀察束縛在光晶體內的光。相關研究發表在《自然》雜誌上。研究小組成員、論文第一作者王康鵬博士表示，這是他們首次真實觀察到光束縛在納米材料中的動態，而非依靠計算機模擬。新的研究突破具有眾多潛在應用前景，包括設計新的量子材料來存儲具有更高穩定性的量子比特，以及幫助提高手機和其他類型顯示屏的色彩銳度。卡米內爾認為，利用極高解析度的超快透射電子顯微鏡研究更先進的納米/量子材料，將產生更廣泛的影響。 -
以首次直接觀察到納米光晶體內光的動態
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打破時間反轉對稱性！首次直接觀察到奇異的物理現象
經過幾十年的嘗試，科學家們首次直接觀察到一種奇異的物理現象，涉及光波、合成磁場和時間反轉，這一新發現可能促使拓撲階段的實現，並最終走向容錯量子計算機。但是這些觀察只在阿貝爾系統中起作用，或者在那些規範場是可交換的系統中工作，也就是說在時間上的向前和向後都是以相同方式發生。1975年楊振寧等人將這一效應推廣到非阿貝爾，作為一種思想實驗。 -
時間晶體研究最新突破:存在真正的「時間晶體」是可能的!
時間晶體(TC)的概念最早是由受人尊敬的諾貝爾物理學獎得主弗蘭克·威爾塞克(Frank Wilczek)在2012年提出。建立時間晶體作為物質新階段的中心作用，對應於時間平移對稱性的打破。在日常生活中，我們被固體包圍著，在固體中，原子和分子沿著空間坐標形成一個周期性的結構。與普通晶體（如鑽石）由原子在空間中規則排列所定義的性質不同，時間晶體相反顯示出在時間上重複的不斷變化行為模式。 -
時間晶體研究最新突破：存在真正的「時間晶體」是可能的
探索發展對量子系統中時間晶體行為的理解已經採取了一個新的，令人興奮的轉折。來自冰島埃克塞特大學和聖彼得堡ITMO大學的物理專家透露：封閉量子系統中存在真正的時間晶體是可能的。與迄今為止被認為是非平衡開放量子系統的其他研究不同，在這些系統中，驅動的存在會導致時間周期振蕩，研究人員在理論上發現了一個時間相關性存在無限長時間的量子系統，這項研究作為編輯的建議發表在《物理評論快報》上。 -
《自然》:首次測得單個晶體斷層處的量子機械振動
晶體通常以其肉眼無瑕的外觀而受到人們稱讚，可是它們在納米級上可能會具有缺陷，而這些缺陷可能會影響各種高科技設備中使用的晶體材料的熱和熱傳輸特性。加州大學的一個國際研究團隊採用最新開發的電子顯微鏡技術，首次測量了單個晶體斷層處的聲子光譜，即晶格中的量子機械振動，並發現了靠近瑕疵聲子的傳播。該重要發現研究論文，題為：「電子顯微鏡成像的單缺陷聲子」，發表在最近的《自然》雜誌上。如圖所示研究團隊首次所測得的聲子在晶體中單個缺陷中的量子機械振動，該突破性進展為在高科技設備中使用更好的工程材料打開了大門。 -
最新研究:在經典多體系統中搜索離散時間晶體
針對熱平衡以外系統的研究，導致了周期性驅動量子系統中新相的發現，其中最著名的是離散時間晶體（英文：Discrete Time Crystal，簡稱DTC）相。這個獨特的階段的特徵是由多體相互作用和非平衡驅動之間的相互作用引起的集體次諧波振蕩，這導致了遍歷性的喪失。時間晶體或時空晶體是指在時間和空間上重複的結構。 -
科學家首次「看到」了氫鍵的相互作用
八個月前，中國科學家使用原子力顯微鏡，成功首次對分子間的氫鍵進行了實空間觀測。近日，麻省理工學院和芝加哥大學的科學家使用新開發的超速飛秒(千萬億分之一秒)紅外光源，得以直接「看到」被氫鍵連接的分子之間的協調振動。這是人類第一次觀察到這種在分子水平上隨處可見的化學作用。 -
科學家造出神奇「時間晶體」:簡直反物理
來自哈佛大學的第二組研究人員也與伯克利物理學家Norman Yao進行合作，他們利用人造金剛石的人工晶格開發出了時間晶體。儘管方法不同，但都成功地創造出時間晶體。 兩項研究成果都發表在本周的《自然》（Nature）雜誌上。 -
一種跨時代的人造晶體,能在時間維度上重現的晶體
要說晶體其實在現在生活中人們看到過很多，還是有很多類型存在的，首先來說就是女性朋友比較鍾愛的鑽石，就是典型的晶體物質，這些晶體其中的原子在空間維度上的是按照一定的規律來重複排列。由此很多人會比較好奇，那麼有沒有在時間維度上重現晶體的結構呢？ -
研究人員首次觀察到了氧化銦是如何在石墨烯上生長的
石墨烯與其他材料的相互作用方式不僅取決於你選擇哪種材料，還取決於這些材料與石墨烯的接觸方式。不是將成品材料層粘在石墨烯上，而是將合適的原子以這樣的方式與石墨烯接觸，使其在石墨烯上 "生長 "出理想的晶體結構。直到現在，其他材料在石墨烯上生長的機制往往還不清楚。來自圖維恩和維也納大學的研究團隊的一項新的聯合研究，首次觀察到了氧化銦是如何在石墨烯上生長的。