9 月 7 日消息，科羅拉多大學(xué)博爾德分校的物理學(xué)家近日利用液晶材料（顯示面板同款），成功構(gòu)建出了全球首個肉眼可見的“時間晶體”。
▲ 隨時間運動的時間晶體
相關(guān)研究結(jié)果已于 9 月 4 日發(fā)表在《自然?材料》上，論文第一作者為華人、科羅拉多大學(xué)物理系博士生趙漢卿（Hanqing Zhao）。
時間晶體是一種特殊的物質(zhì)相態(tài)，其概念源于 2012 年諾貝爾獎得主弗蘭克?維爾切克（Frank Wilczek）的理論設(shè)想。
相對于傳統(tǒng)晶體（如鉆石）的穩(wěn)定，時間晶體內(nèi)部的原子或粒子處于持續(xù)運動中，其狀態(tài)會隨時間維度呈現(xiàn)周期性變化。此前科學(xué)界已有多次時間晶體的實驗實現(xiàn)，但此次工作是首次能夠通過顯微鏡直接觀察，甚至在特定條件下可以用肉眼看到。
在實驗中，研究人員將棒狀液晶分子置于涂有染料分子的玻璃片之間。在特定光線照射下，這些液晶分子自發(fā)形成隨時間重復(fù)的螺旋運動，產(chǎn)生大量新的“扭結(jié)”結(jié)構(gòu)。這些扭結(jié)不僅能長時間維持運動，還會彼此作用，從而形成類似舞蹈般不斷循環(huán)的復(fù)雜動態(tài)圖案。
據(jù)介紹，其技術(shù)突破體現(xiàn)在環(huán)境適應(yīng)性：研究人員升降樣本溫度時，液晶運動模式仍保持穩(wěn)定。項目負責(zé)人、物理學(xué)教授伊萬?斯馬柳赫（Ivan Smalyukh）形容道：“一切從無到有。你只需要照射光線，整個時間晶體的世界便隨之出現(xiàn)。”
研究團隊指出，這類時間晶體或具有實際應(yīng)用價值，例如作為防偽手段被嵌入紙幣，成為獨特的“時間水印”；通過堆疊多種時間晶體，還可能創(chuàng)造出更復(fù)雜的時間“條形碼”，用于大規(guī)模數(shù)字數(shù)據(jù)存儲。斯馬柳赫表示：“我們不想現(xiàn)在就限定應(yīng)用方向。我認為這一技術(shù)有機會被推進到各種不同的領(lǐng)域。”