時間我懂,晶體我也聽過,可時間晶體到底是個啥?
這是Sheldon的第31篇漫畫,所有圖片大約1.9MB。
都別買鑽石了,
我們發現了更永恆的東西!
「鑽石恆久遠,
一顆永流傳」,
這是商家為了讓你掏光錢包,
而打出的營銷廣告。
曠世巨鑽,
不過是碳。
當溫度達到850攝氏度時,
它就會化成一縷青煙。
為了尋找真正的永恆,
加州大學伯克利分校的姚穎團隊,
基於相互耦合的一維自旋鏈系統,
第一次通過實驗造出了「時間晶體」,
在時間這個維度上
它才是物質的一種永恆狀態。
(美編:樓上的沒畫粗來今晚就不要回家~)
菠蘿科學獎組委會,
只有一位理論物理博士
真正理解這個概念。
(這個博士就是俺們公眾號的男豬腳)
但是他無法清楚地表述給我們,
所以我們也說不清。
但鑒於它很酷,
菠蘿科學獎組委會決定授予他們,
2017?菠蘿科學獎物理學獎。
要想理解時間晶體,
咱們得先講講什麼叫空間晶體。
比方說,
我們每天喝的水,
呼出的水蒸氣,
在常溫下是液態或氣態的。
水分子的排列方式都很凌亂,
這些都不是晶體。
但是如果把水往冰箱里一放,
水分子的運動就會越來越慢,
漸漸地自動排列整齊,
形成周期性的有序結構。
所以,
冰就是一種晶體。
2012年,
理論物理學家維爾切克,
在給學生上課時忽然想到,
如果一個物質不是在空間上,
自發地排列成有序結構,
而是隨著時間流逝,
自發地周期性變化,
那豈不是可以稱為
時 間 晶 體!
實際上,
要想造出時間晶體,
就得讓物質始終不能達到,
熱平衡的狀態。
要想不達到熱平衡,
就得從外界輸入驅動力,
讓物質變得混亂,
遠離熱平衡態,
但又不能讓物質吸收驅動力的能量。
姚穎和他的合作者,
用一串鐿離子,
首次實現了這種狀態。
嚴格地說,
這種狀態跟維爾切克
設想的情況不太一樣,
所以叫做「離散的」時間晶體。
乍一看,
這一種時間晶體,
有種虛假宣傳的嫌疑。
因為它的運動周期2T,
是由周期為T的激光造成的,
不像是自發形成的。
然而奇怪的是,
如果向激光之中加入一些雜訊,
干擾原子自旋的翻轉方向,
這種2T的周期仍然能穩定存在。
如果是普通的物質,
肯定跟著雜訊一起亂套了,
不可能保持原來的周期。
這就說明,
時間晶體形成的周期中,
確實有自發的因素。
在物理學中,
時間是一個特殊的概念。
它總是向前流逝,
從不停下,
也從不倒流。
美編:菠蘿科學獎是一個好玩的又正經的獎項。它以「向好奇心致敬」為口號,獎勵那些有想像力、有趣的科學研究成果,喚起人們對科學的好奇心和熱情,被稱為中國版的「搞笑諾貝爾獎」。過往的獲獎研究有:數錢可以減輕疼痛;一根棒棒糖可以舔多少次;游泳池裡有多少尿液等等,有興趣的可以去掃下面的二維碼去看看。
當然,我肯定不會告訴你頒獎晚會上還有鋼管舞秀。還是全網直播哦。
製作:Sheldon科學漫畫工作室
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