時間晶體是怎麼“永動”的


時間晶體是怎麼“永動”的

行者來也

時間晶體是由弗蘭克-維爾切克在2012年提出的一個概念,他也因此獲得了菠蘿科學獎的物理學獎(來自中國的搞笑諾貝爾獎)。

時間晶體是怎麼“永動”的

時間晶體概念圖

首先我們熟知普通的晶體,例如水晶,鑽石等天然晶體,它們是由原子在空間上週期性重複的排列而構成的。

而時間晶體的原子不僅在空間上週期性重複,而且還在時間上自動的週期性重複。

我們知道愛因斯坦的廣義相對論指出,時間與空間一樣,都是時空裡的維度,時間晶體就是驗證了愛因斯坦的廣義相對論的一種晶體結構。

在2016年科學家們用十個鐿離子(離子就是帶電荷的原子)排成一列,並通過激光的交替照射使十個離子自旋翻轉進入一個穩定重複的週期性模式,然後用第二束激光照射其中的一個離子,來定位它是否回到了前一個旋轉週期的位置,最終證明它回到了之前翻轉時的轉動位置,這時也就符合了構造時間晶體的基礎狀態。


時間晶體是怎麼“永動”的

我們之前所理解的永動機,是在我們所能看見的純物理世界中,基於能量守恆定律之下是絕對不可能實現的,因為能量不可能憑空產生,也不可能突然消失。在沒有持續能量傳遞的前提下,這種永動機必定定會停止的。

時間晶體是怎麼“永動”的

而時間晶體中的原子會自動的旋轉而不會消耗能量,甚至比靜止時所需的能量還低,但是它轉動時不會產生額外的能量,而且原子還會打破時間的平移性,它們會週期性的自動回到前一個週期時間的地方。這時就會產生“永動”了。

根據時間晶體的特性,我們可以用在製造比原子鐘還準確的一種時間晶體表,還可以用來製造不用消耗能量的超級計算機。

時間晶體是怎麼“永動”的

在微觀世界中的量子特性就像我們的神話傳說一樣,顛覆我們的認知,讓我們敬畏,讓我們垂涎,當科技發展到能讓量子特性為人類所用的話,到那時瞬間移動,回到過去,星際旅行,探索宇宙等等都將會實現的。


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