最簡單、最常見的物理物件之一就是普通的晶體，它是由原子以有序的、重複的三維模式排列而成的集合體。鹽、雪花和手錶中的石英都是晶體。今年早些時候，諾貝爾獎得主、麻省理工學院物理學家弗蘭克·維爾切克提出，第四維度也可以被「結晶」：時空晶體是存在的。現在，一個物理學家團隊提出了一種建構時空晶體的方法。
這聽起來非常奇怪，但根據威爾切克今年二月發表在arXiv伺服器上的理論，其物理原理是合理的。時空晶體本質上就是一個物理物體，其規則的週期性原子以規則的週期性模式運動。它們會永遠運動下去，無需任何外部輸入。
基本的時空晶體可以只是由規則排列的原子構成的環狀結構，這些原子以固定的時間間隔移動到同一位置。現在，加州大學柏克萊分校的李同倉及其同事描述了這樣一個系統。
他們提出，一團被困在電磁場中的鈹離子雲會被迫呈現圓形排列。這些離子都會帶相同的電荷，因此會互相排斥，自然達到平衡狀態。這很簡單。
但如果威爾切克的理論正確，即使冷卻到接近絕對零度，這些高度有序的原子也會繼續移動。這是因為磁場會給它們施加一個微小的推力，使它們永遠運動下去。它們的旋轉本身就賦予了它們時間維度。
威爾切克認為，處於最低能量狀態（可能略高於絕對零度）的系統會被凍結在空間中——因此，如果它運動，就會違反時間對稱性。例如，想想超導體，即使在最冷、能量最低的狀態下，它仍然能夠導電。 （威爾切克的論文也討論了量子力學系統中的時間元素，這迫使我們思考虛時間，或者說iTime……所以我們這裡就不深入探討了。）他只是無法確定如何才能建立這樣一個系統。
李等人的旋轉鈹原子會以相同的速率永遠旋轉下去，只要它們所懸浮的電磁場存在即可。這聽起來像是永動機，但它並非永動機，因為這些原子無法輸出任何能量——它們已經處於能量最低的狀態。
其實際應用前景可延伸至更精準的時鐘－永不停歇、永不規律的運動模式的確能成為非常精確的計時器。而你所需要的只是一個性能卓越的離子阱。
[via PhysOrg]
