IT之家 09月07日
科学家首次用肉眼观测到“时间晶体”
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科罗拉多大学博尔德分校的物理学家利用液晶材料成功构建出全球首个肉眼可见的“时间晶体”。这种特殊的物质相态,其内部粒子会随时间周期性变化。此次研究突破在于能够通过显微镜甚至肉眼直接观察到时间晶体的运动,并且其运动模式在不同温度下仍保持稳定。研究团队认为,这种时间晶体在防伪技术和数据存储等领域具有潜在应用价值。

🔬 **肉眼可见的时间晶体:** 科罗拉多大学博尔德分校的研究人员利用液晶材料,成功构建出了全球首个能够被肉眼直接观察到的“时间晶体”。这一突破使得对这种奇特物质相态的研究更加直观。时间晶体是一种物质相态,其内部粒子或原子会随着时间维度呈现周期性的变化,与传统晶体不同,它不是空间上的周期性,而是时间上的周期性。

💡 **技术突破与环境适应性:** 该研究的关键技术在于其环境适应性。研究人员发现,即使在升降样本温度的条件下,液晶分子形成的螺旋运动模式依然保持稳定。通过将棒状液晶分子置于涂有染料分子的玻璃片之间,并在特定光线照射下,液晶分子自发形成随时间重复的螺旋运动,产生大量新的“扭结”结构,这些结构能够长时间维持运动并相互作用,形成复杂的动态图案。

🚀 **潜在应用前景:** 研究团队认为,这种新型时间晶体具有广泛的应用潜力。例如,可以将它们嵌入纸币作为防伪手段,形成独特的“时间水印”;通过堆叠多种时间晶体,还可以创造出更复杂的时间“条形码”,用于大规模数字数据的存储。研究负责人表示,这项技术有望被推广到各种不同的领域。

IT之家 9 月 7 日消息,科罗拉多大学博尔德分校的物理学家近日利用液晶材料(显示面板同款),成功构建出了全球首个肉眼可见的“时间晶体”。

▲ 随时间运动的时间晶体

IT之家查询获悉,相关研究结果已于 9 月 4 日发表在《自然・材料》上,论文第一作者为华人、科罗拉多大学物理系博士生赵汉卿(Hanqing Zhao)。

时间晶体是一种特殊的物质相态,其概念源于 2012 年诺贝尔奖得主弗兰克・维尔切克(Frank Wilczek)的理论设想。

相对于传统晶体(如钻石)的稳定,时间晶体内部的原子或粒子处于持续运动中,其状态会随时间维度呈现周期性变化。此前科学界已有多次时间晶体的实验实现,但此次工作是首次能够通过显微镜直接观察,甚至在特定条件下可以用肉眼看到。

在实验中,研究人员将棒状液晶分子置于涂有染料分子的玻璃片之间。在特定光线照射下,这些液晶分子自发形成随时间重复的螺旋运动,产生大量新的“扭结”结构。这些扭结不仅能长时间维持运动,还会彼此作用,从而形成类似舞蹈般不断循环的复杂动态图案。

据介绍,其技术突破体现在环境适应性:研究人员升降样本温度时,液晶运动模式仍保持稳定。项目负责人、物理学教授伊万・斯马柳赫(Ivan Smalyukh)形容道:“一切从无到有。你只需要照射光线,整个时间晶体的世界便随之出现。”

研究团队指出,这类时间晶体或具有实际应用价值,例如作为防伪手段被嵌入纸币,成为独特的“时间水印”;通过堆叠多种时间晶体,还可能创造出更复杂的时间“条形码”,用于大规模数字数据存储。斯马柳赫表示:“我们不想现在就限定应用方向。我认为这一技术有机会被推进到各种不同的领域。”

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