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耶鲁物理学家发现时间晶体的迹象

时间：2022-02-05 09:25:05 来源：

耶鲁大学的物理学家正在磷酸一铵晶体中寻找离散时间晶体的特征。

耶鲁大学的物理学家发现了时间晶体的暗示，这种晶体是他们在期望的最后一个位置，这种物质在暴露于电磁脉冲时会“滴答”，这可能是您在儿童玩具中发现的一种晶体。

这一发现意味着，就时间晶体的形成方式而言，现在有新的难题需要解决。

诸如盐或石英之类的普通晶体是三维有序空间晶体的示例。它们的原子排列在一个重复的系统中，这是科学家们一个世纪以来所知道的。

2016年首次确定的时间晶体与众不同。它们的原子周期性地旋转，首先沿一个方向旋转，然后沿另一个方向旋转，因为使用了脉动力使它们翻转。那就是“滴答作响”。此外，即使脉冲翻转不完美，时间晶体中的滴答声也会锁定在特定的频率上。

科学家说，了解时间晶体可能会改善原子钟，陀螺仪和磁力计，并有助于建立潜在的量子技术。美国国防部最近宣布了一项计划，以资助更多对时间晶体系统的研究。

耶鲁大学的新发现在两项研究中得到了描述，一项在《物理评论快报》中，另一项在《物理评论B》中。这些研究代表了第二项已知实验，该实验观察了固体中离散时间晶体（DTC）的信号特征。过去的实验在过去的一年中引起了媒体的广泛关注。

两项新研究的首席研究员耶鲁大学物理学教授肖恩·巴雷特（Sean Barrett）说：“我们决定自己尝试搜索DTC签名。”“我的学生Jared Rovny为进行完全不同的实验而生长了磷酸一铵（MAP）晶体，因此我们碰巧在实验室中有了一个。”

MAP晶体被认为非常容易生长，因此有时会包含在针对年轻人的晶体生长套件中。Barrett解释说，在MAP晶体内找到时间晶体的特征是不寻常的，因为人们认为时间晶体是在内部“无序”现象更多的晶体中形成的。

研究人员使用核磁共振（NMR）查找DTC签名-并迅速找到了它。巴雷特说：“我们的晶体测量结果看起来非常惊人。”“我们的工作表明，原则上，可以通过查看儿童晶体生长套件来找到DTC的签名。”

另一个意外的事情也发生了。这项研究的合著者耶鲁大学研究生罗伯特·布鲁姆（Robert Blum）说：“我们意识到，仅找到DTC签名并不一定证明该系统具有如何实现的量子记忆。”“这促使我们尝试使用时间晶体'回声'，以揭示系统内隐藏的相干性或量子顺序，”也是耶鲁大学研究生，研究的主要作者的罗夫尼补充道。

巴雷特指出，他的团队的研究结果与先前的实验相结合，为试图理解时间晶体形成原理的理论家“提出了难题”。

巴雷特说：“现在说出离散时间晶体的理论分辨率将为时过早，但是人们至少在接下来的几年内将致力于解决这个问题。”

国家科学基金会支持这项研究。

刊物：

贾里德·罗夫尼（Jared Rovny）等人，“有序偶极多体系统中离散时间晶体签名的观测”，物理。莱特牧师120，2018; doi：10.1103 / PhysRevLett.120.180603Jared Rovny等人，“磷酸二氢铵有序晶体中离散时间晶体特征的31P NMR研究”，Phys。版本B 97，184301，2018; doi：10.1103 / PhysRevB.97.184301

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