什么是“时间晶体”?更为神奇的物质,或将量子计算机更上一层

科普阿帆君 2023-02-09 23:42:05

在生活中我们常见且熟悉的形态有--固态、液体、气体。这三种形态的物质外观都不相同。可能人的第一想法就是这三种形态。实际上我们已经发现数十种更神奇的物质。这些物质通常都有个不同寻常的名字。比如超流体、玻色 - 爱因斯坦凝聚物和中子简并物质。

在过去几年里,世界各地的物理学家一直在构建另一种物理状态:“时间晶体”。这听起来好像有点科幻。这个名字好像一般都是出现在电影中一样。实际上研究人员运用量子计算机创造了一种“时间晶体”。

那么听起来神乎的“时间晶体”是个什么呢?

这听起来像是制造时间机器的关键部件,某种未来主义的动力源,或者可能是失落的外星文明的神器。但是,对科学家来说,时间晶体实际上是更微妙的东西:对物理定律的好奇心。

定义任何标准的晶体(例如钻石、祖母绿)的原因是晶体的原子以某种方式在空间中以重复的模式排列。空间有三个维度,第四个维度,时间。因此,物理学家想知道晶体的原子是否可以在时间上以重复的模式排列。

在实践中、如果你创造了一个晶体,其原子从一种状态开始、如果你运用激光把晶体炸开,那么它就进入另一种状态、这些原子会翻转到一种状态循环往复不吸取任何能量。

当然这可不是一件小事情,它击败了经典物理学最神圣的原则之一:热力学第二定律。该定律指出,熵或无序的数量总是趋于增加。把它想象成一个花瓶,摇摇晃晃地放在桌子的边缘。宇宙想要把那个花瓶推倒,让它在地板上碎裂。要把它重新拼凑起来,你必须付出大量的精力。

但是,通过在量子计算机的处理器中排列粒子,可以从字面上研究微小粒子的系统,就好像它们是构建块一样。这是一种强大的能力,在非量子世界中你不会看到太多。在这种情况下,物理学家可以获取原子,重新排列它们,然后用激光脉冲它们来驱动时间晶体。这种设置使研究人员能够创造出比之前任何时间晶体都大的时间晶体。虽然以前的许多时间晶体都是短暂的,并且在几个来回翻转周期内解开。虽然时间并不长,但是已经是非常重大的突破了。

那么你觉得这些“时间晶体”会导致产生时间机器吗?

我觉得应该不会,这个相对现在还是太虚无缥缈。它们可能有助于是量子计算机变得更加强大。

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科普阿帆君

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