科学家构想四维时空晶体 可制永准时钟(3)

　　正如当连续的空间对称对打破之后3维晶体将会以最低量子能态形式呈现一样，当这种情况发生时，时空晶体的时间组成也将呈现类似的反应。根据张翔，李彤昌以及团队中其他同事们的设计，这一由被捕获的离子构成的空间环状体呈现的永久性自旋会导致其周期性地在时间中复制自身，从而形成一个以普通空间晶体形式呈现的，对原时空晶体的时间模拟体。由于其在时间和空间两方面中都拥有周期性构造，我们得到的是一个时空晶体。李彤昌表示：“时空晶体看起来就像一个永动机，乍一看似乎不太可能。”他说：“你必须牢记，即便是一个超导体，甚至一个普通的金属环，只要位于合适的环境条件下，当其呈现量子基态时它都可以支持持续的电子流。不过当然了，金属中的电子流缺乏空间序列，因此不能被用来构建时空晶体。”
 

　　李彤昌很快便指出他们所研制的时空晶体并非永动机，因为当位于最低量子能级时，系统并不输出能量。然而在很多科学研究中，这种时空晶体都将是极其宝贵的。李彤昌表示：“时空晶体本身就是一个多体问题。因此，它可以被作为研究传统物理学多体问题的新手段。举例而言，时空晶体是如何出现的？对称破缺的时间反应是什么？时空晶体中的假粒子是什么？时空晶体中的误差效应的影响如何？对这些问题的探究将极大地推进我们对于自然界的理解。”
 

　　张鹏(音译：Peng Zhang)是论文合著者，同样是张翔团队的成员。他指出时空晶体可能将可以被用来在时空中不同自旋态下储存和传递量子信息。这种晶体还可能可以在除去捕获的离子之外其它的物理系统中找到相似之处。他说：“这种相似之处将帮助我们打开通往完全新颖的技术和设备的大门，它们将具有多样化的用途。”张翔相信目前便可以利用他们提出的方案和最优秀的离子阱技术来制造出一个真正的时空晶体，目前他们的团队正积极寻求和在这方面拥有合适专业设备和专业技能的相关机构展开合作。张翔表示：“主要的挑战将是如何将一个离子环冷却到基态。这一困难随着未来几年离子阱技术的进一步发展将会被解决。由于在此之前还从未有过时空晶体，它的大部分性质我们都是未知的，我们需要对其进行研究。这些研究将会加深我们对于相变和对称破缺的理解。”