漢堡大學(xué)激光物理研究所的研究人員首次成功實現(xiàn)了一種自發(fā)打破連續(xù)時間平移對稱性的時間晶體。他們在2022年6月9日《科學(xué)》在線發(fā)表的一項研究中報告了他們的觀察。

時間晶體的想法可以追溯到諾貝爾獎獲得者Franck Wilczek，他首次提出這一現(xiàn)象。與水在零度時自發(fā)變成冰，從而打破系統(tǒng)的平移對稱性類似，動態(tài)多體系統(tǒng)中的時間平移對稱性在時間晶體形成時會自發(fā)打破。

在他們的實驗中，科學(xué)家們在一個光學(xué)高精細腔內(nèi)使用了一個玻色-愛因斯坦凝聚物。通過使用一個與時間無關(guān)的泵，他們觀察到一個極限循環(huán)階段，其特點是腔內(nèi)光子數(shù)出現(xiàn)周期性振蕩，并伴隨著原子密度通過重復(fù)的模式循環(huán)。

他們發(fā)現(xiàn)，振蕩的時間相位在0和2π之間采取隨機值，正如對自發(fā)打破的連續(xù)對稱性的預(yù)期。通過確定相關(guān)參數(shù)空間中的穩(wěn)定區(qū)域，極限循環(huán)振蕩顯示出持久性，即使在存在強烈的時間擾動的情況下，研究人員證明了動態(tài)階段的穩(wěn)健性。

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