物理原理
一個時空晶體,就是一個簡單的物體,其規則性周期性的原子做規則的周期運動。在沒有外界能源輸入下,它們也會永不停止運動。一個基本的時間晶體,就是有秩序的原子繞著同一點在規則的時間間隔內循環運動。
構建模型
首先需要一個離子阱,這是一種利用電場來將某一帶電粒子固定在某一位置上的裝置。這樣做將可以讓這些離子形成一個環狀的晶體,這是因為當離子在極低溫度條件下被捕獲時,它們會相互排斥。隨後科學家施加一個微弱的靜磁場,它將驅動電子自旋。
量子力學指出,離子的自旋能量必須大於0,即便是在這個電子環已經被冷凍至最低能級的情況下也是如此。在這種狀態下,已經不需要電場和磁場來幫助維持這一晶體的形狀以及組成它的各個離子的自旋。這樣做的結果就是獲得一個時間晶體,或者更準確的說是一個時空晶體,因為這個離子環不但在時間上,在空間上也是不斷重複著自身。
意義
有了這種4維晶體——時空晶體,科學家們將擁有一種全新的,更加有效的手段對複雜的物理屬性和大量粒子的複雜相互作用行為進行研究,或者是研究物理學中所謂的“多體問題”。這種時空晶體同樣可以被用來對量子世界進行研究,如量子糾纏現象,在這種狀態中,當對其中一個粒子進行操作時,另外一個粒子也會相應地發生變化,即便這兩個粒子之間隔開著巨大的距離。