漫画 | 时间我懂，晶体我也听过，可时间晶体到底是个啥？

这是Sheldon的第31篇漫画，所有图片大约1.9MB。

都别买钻石了，

我们发现了更永恒的东西！

“钻石恒久远，

一颗永流传”，

这是商家为了让你掏光钱包，

而打出的营销广告。

旷世巨钻，

不过是碳。

当温度达到850摄氏度时，

它就会化成一缕青烟。

为了寻找真正的永恒，

加州大学伯克利分校的姚颖团队，

基于相互耦合的一维自旋链系统，

第一次通过实验造出了“时间晶体”，

在时间这个维度上

它才是物质的一种永恒状态。

（美编：楼上的没画粗来今晚就不要回家~）

菠萝科学奖组委会，

只有一位理论物理博士

真正理解这个概念。

（这个博士就是俺们公众号的男猪脚）

但是他无法清楚地表述给我们，

所以我们也说不清。

但鉴于它很酷，

菠萝科学奖组委会决定授予他们，

2017•菠萝科学奖物理学奖。

要想理解时间晶体，

咱们得先讲讲什么叫空间晶体。

比方说，

我们每天喝的水，

呼出的水蒸气，

在常温下是液态或气态的。

水分子的排列方式都很凌乱，

这些都不是晶体。

但是如果把水往冰箱里一放，

水分子的运动就会越来越慢，

渐渐地自动排列整齐，

形成周期性的有序结构。

所以，

冰就是一种晶体。

2012年，

理论物理学家维尔切克，

在给学生上课时忽然想到，

如果一个物质不是在空间上，

自发地排列成有序结构，

而是随着时间流逝，

自发地周期性变化，

那岂不是可以称为

时  间  晶  体！

实际上，

要想造出时间晶体，

就得让物质始终不能达到，

热平衡的状态。

要想不达到热平衡，

就得从外界输入驱动力，

让物质变得混乱，

远离热平衡态，

但又不能让物质吸收驱动力的能量。

姚颖和他的合作者，

用一串镱离子，

首次实现了这种状态。

严格地说，

这种状态跟维尔切克

设想的情况不太一样，

所以叫做“离散的”时间晶体。

乍一看，

这一种时间晶体，

有种虚假宣传的嫌疑。

因为它的运动周期2T，

是由周期为T的激光造成的，

不像是自发形成的。

然而奇怪的是，

如果向激光之中加入一些噪声，

干扰原子自旋的翻转方向，

这种2T的周期仍然能稳定存在。

如果是普通的物质，

肯定跟着噪声一起乱套了，

不可能保持原来的周期。

这就说明，

时间晶体形成的周期中，

确实有自发的因素。

在物理学中，

时间是一个特殊的概念。

它总是向前流逝，

从不停下，

也从不倒流。

美编：菠萝科学奖是一个好玩的又正经的奖项。它以“向好奇心致敬”为口号，奖励那些有想象力、有趣的科学研究成果，唤起人们对科学的好奇心和热情，被称为中国版的“搞笑诺贝尔奖”。过往的获奖研究有：数钱可以减轻疼痛；一根棒棒糖可以舔多少次；游泳池里有多少尿液等等，有兴趣的可以去扫下面的二维码去看看。

当然，我肯定不会告诉你颁奖晚会上还有钢管舞秀。还是全网直播哦。

制作：Sheldon科学漫画工作室

本文使用的所有文字和图片未经允许不得转载，违者必究！违者必究！违者必究！违者必究！（重要的事情说四遍）

来源：本文转载自《Sheldon》微信公众号

编辑：huashan

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