时间晶体到底是什么？为什么科学家对之十分着迷？大家在日常生活中

大家在日常生活中，经常接触到物质的三种基本形态，即固态、液态和气态，这三种物质构成了充斥着地球方方面面物体的基本特征。不过，随着科学技术的发展，科学家们逐渐意识到，宇宙中的有些物质，根本不能用固液气这三种基本形态来揭示，于是创造出了若干不常见但确实存在着、神秘而且奇特的物质状态名称，比如等离子态、超流体、玻色－爱因斯坦凝聚态、中子简并态等等。

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在过去的数年里，世界各地的物理学家，一直在努力构建物质的另外一种状态，即“时间晶体” 。这种特殊的“晶体” ，有别于像钻石、金刚石那样，在空间上以某种形式进行重复性的排列，而是在时间这个维度上，以某种特殊的形式重复排列，也就是说时间晶体可以随着时间而发生改变，但是会持续运动回到它最开始的相同形态，而在此过程中并不会吸收和释放能量。

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时间晶体的本质
“时间晶体”这个名字，其实是科学家们对该种物质形态的形象称谓，我们看上去这个名字，觉得天花乱坠，感觉利用它能够实现时间的穿越，或者是通过这种晶体可以记录历史上所发生事件的信息，而实际上， “时间晶体”与这些都没有关系，也实现不了这些功能。

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说白了，时间晶体就是一种物质的新状态，与固、液、气等是并列的，这种新状态，用物理学的相关定义表述，就是处于“非平衡态”的物质。
我们知道，日常生活中的一些晶体，包括金属导体在内，它们不但是在空间上呈现重复排列的特征，而且当晶体中的原子处于最低能态时，是不会发生任何物质运动的，否则就会违背物理学中的一个重要定律－“时间平移对称性”原则。所以，日常生活中我们遇到的晶体，以及其它绝大多数物质，都属于“平衡态物质” 。

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而时间晶体则不同，它的组成原子，是在时间维度上进行着重复排列。如果我们假定其中的原子从一种状态开始，那么用激光去轰击这个晶体，那么其中的原子可能会翻转到另外一种状态，接着再翻转过来，然后再翻转成另外状态，如此循环往复，在时间的维度上呈现周期性的变化规律，但是，在这样的过程中，晶体中的原子，并不会从激光中吸收任何的能量。

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即使我们什么也不去做，那么这种新形态物质，也会处于不断的运动状态中，其形态不断地发生翻转，过一段时间又回到原来的状态，但是这个无限期的过程中也不会释放和吸收任何能量。

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因此，时间晶体就是一种“非平衡态”的物质，可且在能量最低的状态下仍能发生运动的物质，因此也有科学家称其为“量子时间晶体” 。
时间晶体的发现过程
宇宙中的绝大多数物质，都遵循着“时间平移对称性” ，用通俗的话来讲，即一个物体，在没有外界任何因素的干扰下，在不同的时间对其进行物理性质测量，所得到的监测结果都是一样的，比如金属球的质量、一个电阻的电阻大小等等。
长期以来，人们普遍认为，物质的这种“时间平移对称性”是不能被打破的，这毕竟是能量守恒定律的基石。到了2012年，美国理论物理学家弗朗克·韦尔切克（因在夸克粒子理论方面所取得的伟大成就，被评为2044年诺贝尔物理学奖）正式提出“时间晶体”的概念，认为自然界中存在着打破“时间平移对称性”的物质。
2016年，美国马里兰大学和哈佛大学的两个研究团队，发文称制造出了符合“时间晶体”概念的物质。两个研究团队应用的方法不同，其中马里兰大学的研究团队，是利用激光交替晃镱原子核，使其进入稳定且能够重复的自旋翻转模式。而哈佛大学的研究团队，是利用在钻石中密集充入氮气的方法，来制造成功“时间晶体” 。

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2017年，我国的科学家，在自然界中，首次发现了“时间晶体”的客观存在。从此，时间晶体这种物质的存在形式，正式被列为自然状态下存在的物质基本形态之一，