量子物理大发现 两“时间晶体”史上首次连结 如永动机!

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时间晶体示意图。   图:微博

最新科学期刊发表文章,在一次的实验中创造出了两个时间晶体,第一次让它们互相接触时,它们共存了超过15 分钟。内容称,时间晶体不仅能被造出来,未来还有希望应用于各种设备中。

根据《自然·通讯》(Nature Communications)期刊的一份研究称,团队正在研究的时间晶体包括了称作磁振子(magnons)的准粒子(quasiparticle)。而所谓晶体,就是内部结构都按照特定规律重複排布的物质,像是盐、雪花;而时间晶体就是内部的结构按照一定的时间规律重複的物质。这次实验将两个时间晶体互相接触,学者观察到了它们共存了超过 15 分钟,这是史上首次两个时间晶体连结在一起。

此研究计划的学者,英国兰卡斯特大学的物理学家沙穆里·奥地博士(Samuli Autti)说:“每个人都知道永动机是不可能发生的。但是,在量子物理当中,只要我们闭上眼睛,永动机是可能发生的。藉由潜入这个裂缝中,我们就可以制作时间晶体。”奥蒂提到的事量子力学中的海森堡(Heisenberg)测不准原理(不确定性原理),原理认为粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性越小,则动量的不确定性越大,反之亦然。

所以实验中,其一的量子系统一旦被测量到,另一方的系统波函数就会无法测量,所以理论上时间晶体只能以单一个体存在。但在这次实验中,不仅造出了两个时间晶体,而且让它们维持了十几分钟。

研究人员把氦3(Helium-3)冷却到 0.0001K 的低温,使其成为超流体,等同于毫无摩擦力,粒子间的摩擦运动不会损失动能。并在超流体内造出了两个时间晶体让它们接触,研究人员观察到它们在接近约 1,000 秒后,波函数才坍塌。

奥地表示:“最终结果发现,当两个时间晶体放在一起时能短暂连结,而且我们也知道时间晶体可以在室温下存在。”同时对之后的后续研究表示乐观,未来期望在量子运算、量子资讯处理等领域运用,但要如何实际运用还需时间证明。



英国兰卡斯特大学物理学家沙穆里·奥地博士(Samuli Autti)。   图:英国兰卡斯特大学网站



氦3原子示意图,包含原子核中的两个质子、一个中子和外围绕原子核旋转的两个电子。   图:中文百科知识

Sam大树 发表评论于
时间晶体只存在于那种温度,
相当于与室温(寻常状态)相差几个光年?
enav515 发表评论于
可持续吗?期待
dhyang_wxc 发表评论于
B-Z振荡反应的物理学版,噱头。
囫囵 发表评论于
世界真奇妙
pop4 发表评论于
“自诞生以来地球自转和公转都慢了很多。到最后一年里只有1天,像月亮那样。”

不知道记得准不准,

像月亮那样的叫潮汐锁定,经计算地球到达那个状态要几十亿年,在那之前太阳已经变成了红巨星,膨胀到了地球轨道。
投资小白学习中 发表评论于
这叫永动机?
那我身上的大便里面有几百亿个永动机。里面每个原子里面都有质子中子飞快旋转
不用他证明,随便一个例子都在动,就是不动,也随着地球转呢,速度极快
pop4 发表评论于
“自诞生以来地球自转和公转都慢了很多。到最后一年里只有1天,像月亮那样。”


嗯,恐龙时代一天只有20个小时,这已经通过研究当时地层中潮汐印记和现代不同得到了证实。
Lacedaemon 发表评论于
自诞生以来地球自转和公转都慢了很多。到最后一年里只有1天,像月亮那样。
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lurenjia2014 发表评论:"宇宙太空到处是永动机,没有摩擦力,真空。我们的一年365天实际上是根据地球围绕太阳一周的时间来的,所以,只要地球公转的时间不变,那么我们的一年就还是365天左右。..."
鬼不灵 发表评论于
非专业人士不可能懂, 不敢妄加评论。
发表在 Nature Communications, 影响因子 15, 相当高的。

令胡冲 发表评论于


查了一下,挺有意思: Time crystals are named such because their crystalline nature does not come about by patterned spatial ordering, but instead by a repeating ordered pattern of motion in the temporal domain. First theorized in 2012 by Nobel Laureate Frank Wilczek and identified in 2016, time crystals are a bit of an oddity in physics (they were previously thought to be impossible when Wilczek first proposed the idea), due to their repeating motion in time despite no external input. Their atoms are constantly oscillating, spinning, or moving first in one direction, and then the other... a seeming perpetual motion.
量子纠结 发表评论于
15分钟就算永远了吗?
lurenjia2014 发表评论于
宇宙太空到处是永动机,没有摩擦力,真空。我们的一年365天实际上是根据地球围绕太阳一周的时间来的,所以,只要地球公转的时间不变,那么我们的一年就还是365天左右。这个时间,其实是地球的公转周期,是一个频率。时间其实是一个频率。
novtim2 发表评论于
利用GRE阅读能力,好像是说,理论上,根据测不准原理,应该同时只能有一个时间晶体。但是他们却做出两个晶体连在一起,似乎是突破了量子的测不准原理。

当然他们很快就会发现,这两个其实是一个,测不准原理没有被突破
令胡冲 发表评论于


没有摩擦力,当然可以造出永动机。不过这篇文章质量够低劣,没解释清楚。

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研究人员把氦3(Helium-3)冷却到 0.0001K 的低温,使其成为超流体,等同于毫无摩擦力,粒子间的摩擦运动不会损失动能。并在超流体内造出了两个时间晶体让它们接触,研究人员观察到它们在接近约 1,000 秒后,波函数才坍塌。
voiceofme 发表评论于
我也看不懂。
ali88 发表评论于
在说啥?有啥用?
没文化农民工 发表评论于
看不懂