科學(xué)家稱“時(shí)間晶體”有可能真正存在
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,時(shí)間晶體究竟只是一種數(shù)學(xué)上的假設(shè)、還是真的存在呢?自打諾貝爾得主弗朗克·韋爾切克(Frank Wilczek )于2012年首次提出時(shí)間晶體這一概念以來,物理學(xué)家就一直在這個(gè)問題上爭(zhēng)論不休。韋爾切克稱,這些假想中的晶體可以呈現(xiàn)出周期性的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如在低能量狀態(tài)(又稱基態(tài))下沿著環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)等。而從理論上來說,處于基態(tài)的物體所具備的能量是根本不夠讓其運(yùn)動(dòng)起來的。 在他提出該理念之后的幾年中,其他物理學(xué)家紛紛給出了時(shí)間晶體不可能存在的理由,大多數(shù)物理學(xué)家似乎認(rèn)為,由于時(shí)間晶體的性質(zhì)太過古怪,因此不可能存在于實(shí)際當(dāng)中。雖然時(shí)間晶體無法用來產(chǎn)生有用的能量(因?yàn)樗鼈円坏┦艿綌_動(dòng),就會(huì)停止運(yùn)行),而且并不違背熱力學(xué)第二定律,但它們的確與物理學(xué)中一項(xiàng)基礎(chǔ)的對(duì)稱性相悖。 不過,來自加州大學(xué)圣芭芭拉分校(UCSB)和微軟Station Q實(shí)驗(yàn)室的研究人員在一篇最新發(fā)表的論文中提出,時(shí)間晶體有可能真正存在。 他們主要關(guān)注的是時(shí)間晶體最令人驚奇的一點(diǎn)——有人預(yù)測(cè)稱,時(shí)間晶體能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)間平移對(duì)稱性的自發(fā)性破缺。為了幫助我們理解這句話的含義,研究人員首先解釋了“自發(fā)對(duì)稱性破缺”的意思。 “顯性對(duì)稱性破缺(explicit symmetry breaking)和自發(fā)對(duì)稱性破缺(spontaneous symmetry breaking)之間最大的區(qū)別在于,” UCSB的一名物理學(xué)家、該研究的共同作者多米尼克·埃爾斯(Dominic Else)說道,“如果對(duì)稱性出現(xiàn)了顯性破缺,那么自然法則中就不再含有這一對(duì)稱性了;但自發(fā)對(duì)稱性破缺則意味著,自然法則仍保留著原本的對(duì)稱性,但自然卻選擇了另一種不具備對(duì)稱性的狀態(tài)! 如果時(shí)間晶體真的能自發(fā)地打破時(shí)間平移對(duì)稱性的話,那么管控時(shí)間晶體的自然法則就不會(huì)隨著時(shí)間的流逝而改變,但由于時(shí)間晶體的基態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),時(shí)間晶體本身是會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生變化的,也就自發(fā)地打破了這種對(duì)稱性。 |