據(jù)國外媒體報道，科學家發(fā)現(xiàn)宇宙中存在一種神秘的物質狀態(tài)，可形成不可思議的“時間晶體”，更為奇特的是這類物質形態(tài)的運行機制如某種超導體，在低溫環(huán)境下可運載電流，可能在不接受外部能量的情況下保持永久性運行，因此即便宇宙已經處于“熱寂”狀態(tài)，這樣的體系還是能保持下來。

和普通晶體不同的是，即使在能量最小態(tài)，這個晶體也會永遠轉動。這種永恒轉動產生了時間上的周期性結構，從而形成了一個時空晶體。

“時間晶體”機器可在宇宙熱寂后仍然存在

       科學家認為對神奇的“時間晶體”進行研究，為我們建造該體系新藍圖邁進了一步。普通的晶體的原子、分子排列具有一定的空間形態(tài)，可呈現(xiàn)出規(guī)則的幾何形，并存在周期性排列的特征，就比如氯化鈉這樣的離子晶體，其空間結構呈現(xiàn)出立體對稱，為一個八面體構造。通過這樣的空間形態(tài)，可以為整體結構的化學性能保持最低的能量來維持晶體狀態(tài)。

在今年早些時候，來自麻省理工學院的理論物理學家弗蘭克·維爾切克（Frank Wilczek）曾推測這類未知狀態(tài)的物質可形成“時間晶體”，并且可發(fā)生周期性的重復，更為重要的是在被稱為宇宙第四維--時間緯度上進行周期性重復。將一個普通的晶體轉換為在第四維度上的空間對稱性，“時間晶體”中的原子會出現(xiàn)不停地旋轉，而回歸到其初始的能態(tài)上。更為重要的是，這些原子也會自發(fā)地處于較低的能態(tài)中，這意味著它們可以在宇宙處于熵寂或者溫度冷卻到“統(tǒng)一溫度”時，也可以自然保持該體系的運作。

      “時間晶體”中不斷運行的機制通常會違法熱力學定律，超導體中的電子被允許進行連續(xù)而不間斷地運行。理論物理學家弗蘭克·維爾切克最初建議超導環(huán)可以看作是一種“時間晶體”，如果電子流可以被分離而不是以一個整體、持續(xù)的狀態(tài)出現(xiàn)，也可以確保出現(xiàn)周期性的重復。但是弗蘭克·維爾切克并沒有指出如何在現(xiàn)實世界中打造這樣的“時間晶體”超導環(huán)。

        根據(jù)加州大學伯克利分校李（Tongcang Li）教授、以及位于密西根大學安娜堡分校、中國清華大學的幾位同事認為這樣的超導環(huán)的建造還是存在可能性。首先，我們需要一個離子阱（Ion trap），這是一種通過磁場或者電場就帶點離子束縛在一定空間范圍內的裝置，處于極地的溫度下，這樣就可以使得離子形成一個類似環(huán)狀晶體的結構。接著，我們將通過一個微弱的靜態(tài)磁場，從而將離子旋轉起來。在量子力學中，允許粒子的旋轉能量必須大于零，甚至當超導環(huán)冷卻到最低溫度時而還能保持最低的能量狀態(tài)。

       在這種情況下，電場和磁場沒有必要去保持晶體的形狀以及粒子自旋的問題，其結果便是形成“時間晶體”，或則是一個事實上的“時間晶體”，因為離子環(huán)不僅可以在時間中進行周期性的重復運作，也可以在時間保持類似的特性。根據(jù)理論物理學家弗蘭克·維爾切克介紹：“這是一個令人興奮的設計思路，如果擁有了一些實驗條件，似乎可以將其付諸現(xiàn)實，打造‘時間晶體’的困難在于環(huán)境溫度需要接近絕對零度?！?/p>

       加州大學伯克利分校的研究小組成員張翔（Xiang Zhang）認為：實驗的主要挑戰(zhàn)是體系的冷卻溫度需將離子環(huán)處于應有的狀態(tài)上，但隨著離子阱技術的不斷提高，可能會在不遠的將來實現(xiàn)。此外，理論物理學家弗蘭克·維爾切克提到處于工作狀態(tài)的“時間晶體”可以打造成一臺計算機，通過對不同旋轉狀態(tài)的控制，使其處于如0和1兩種狀態(tài)的二進制計數(shù)模式。

       實現(xiàn)這樣的超級機器可能需要重新擬定該體系的組成，比如我們需要獲得不同類型的離子，也可能需要若干個晶體環(huán)進行相互干擾。弗蘭克·維爾切克認為：從以上幾點可以試想下按這些規(guī)則進行運行的“時間晶體”機器。

       然而，在不久的將來應該還不會出現(xiàn)“時間晶體”計算機。弗蘭克·維爾切克指出我們原則上所認為的宇宙熱寂是充滿黑暗和寒冷的時期，因此進行該實驗模擬還需要考慮其他問題。根據(jù)加州大學伯克利分校李（Tongcang Li）教授介紹：我們現(xiàn)在將焦點集中在實驗室中如何創(chuàng)建“時空晶體”，因此需要找出一種方法，使得它們可以在宇宙熱寂后繼續(xù)存在下去。