时间晶体：一种新物态的探索
中科院物理所
[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2022-06-13 21:19 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]Posted on 北京
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上海交通大学 蔡 子 编译自 Pedram Roushan. Physics World，2022，(4)：24
本文选自《物理》2022年第5期
由于其迷人的魅力，晶体在过去几个世纪里一直吸引着我们的注意。人们所熟知的晶体，从雪花到钻石，通常都是由原子或分子在空间中规则排列所构成的。对晶体的研究帮助我们建立了一整套框架，可以用于理解其他的空间有序相，例如超导体、液晶和铁磁相。
周期性振荡是另外一个无处不在的现象。小到原子，大到行星，它可以出现在任何尺寸的系统中。多年来，我们用它们来标记时间的流逝，它甚至让我们思考实现永动机的可能。空间和时间上的周期模式的一个共同特点是他们都降低了系统的对称性：周期结构明显破缺了时间或者空间上的连续平移对称性。
在物理学中，空间与时间通常具有密切的关联。因此如果一个多粒子体系能够显示出空间上的周期性，那么可以很自然地联想到这种周期模式是否能够自发地出现在时间维度。当系统的基态并不满足系统本身的对称性时，意味着系统发生了自发对称破缺。最为常见的例子便是在自然界中广泛存在的晶体，其连续平移对称性被破缺，取而代之的是空间中的离散平移对称性。
空间周期与时间周期
在过去的十年中，物理学家一直在思考，基态具有自发时间平移对称性破缺的系统是否能够存在。空间平移对称性的破缺似乎与时间平移对称性的破缺有着很大的不同。一般来说，空间成序的系统往往由多个相互作用的粒子组成，而时间上呈现周期振荡的系统通常只有很少的几个自由度(图1(a))。事实上我们一般很难找到多个相互作用粒子一起周期振荡的例子。
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发表于 2022-6-13 23:53
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