美國(guó)華盛頓大學(xué)、麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)科學(xué)家攜手，成功在鉆石上“雕刻”出一種全新的物質(zhì)形態(tài)：時(shí)間準(zhǔn)晶體,。這項(xiàng)突破有望為量子計(jì)算、精確計(jì)時(shí)等領(lǐng)域帶來(lái)革命性影響,。相關(guān)研究論文發(fā)表于新一期《物理評(píng)論X》雜志,。

　　鉆石或石英等晶體具有高度有序的結(jié)構(gòu)。此外,，鉆石中的碳原子相互作用,，形成重復(fù)且可預(yù)測(cè)的模式。正如普通晶體內(nèi)的原子在空間中重復(fù)排列一樣,，時(shí)間晶體內(nèi)的粒子也會(huì)隨著時(shí)間推移,，排列成重復(fù)且可預(yù)測(cè)的模式。換句話說(shuō),，時(shí)間晶體內(nèi)的粒子以恒定的頻率振動(dòng)或“滴答”,，使其在3維空間加時(shí)間這4個(gè)維度上形成有序的結(jié)構(gòu)模式。

　　時(shí)間準(zhǔn)晶體與時(shí)間晶體有什么區(qū)別呢,？在材料科學(xué)領(lǐng)域,，準(zhǔn)晶體內(nèi)的原子在每個(gè)維度并不遵循相同的模式。同理,，時(shí)間準(zhǔn)晶體的粒子在不同維度以不同頻率振動(dòng),。

　　2016年，美國(guó)馬里蘭大學(xué)科學(xué)家研制出首個(gè)時(shí)間晶體,。在最新研究中,，他們更進(jìn)一步,，創(chuàng)建出了首個(gè)真正的時(shí)間準(zhǔn)晶體，這是一種全新的物質(zhì)狀態(tài),。

　　研究團(tuán)隊(duì)首先在一小塊毫米大小的鉆石內(nèi)構(gòu)建了準(zhǔn)晶體,，隨后用氮束轟擊鉆石。氮束的能量足以敲除碳原子,，留下空穴,。電子進(jìn)入這些空穴，每個(gè)電子都與其“鄰居”發(fā)生量子級(jí)相互作用,。時(shí)間準(zhǔn)晶體由鉆石內(nèi)超過(guò)100萬(wàn)個(gè)空穴組成,，每個(gè)準(zhǔn)晶體的直徑約為一微米。

　　研究團(tuán)隊(duì)表示,，在理論方面,，時(shí)間晶體和時(shí)間準(zhǔn)晶體的存在證實(shí)了量子力學(xué)的一些基本理論。在實(shí)用方面,，因?yàn)閷?duì)磁性等量子力極其敏感,，時(shí)間晶體可用作永遠(yuǎn)不需要充電的量子傳感器。時(shí)間準(zhǔn)晶傳感器則可同時(shí)測(cè)量多個(gè)頻率,，從而更全面地了解量子材料的壽命,。此外，時(shí)間晶體理論上可在不損失能量的情況下永遠(yuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)下去,，可用于長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)量子記憶,，因此有望促進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。 （記者劉霞）

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