科學家們首次成功地實現了一種自發打破連續時間平移對稱性的時間晶體。來自漢堡大學激光物理研究所的研究人員於當地時間6月9日發表將他們的觀察報告發表在《科學》上。

時間晶體的想法可以追溯到諾貝爾獎得主Franck Wilczek，他首先提出了這一現象。類似於水在冰點附近自發地變成冰從而打破系統的平移對稱性，動態多體系統中的時間平移對稱性在形成時間晶體時自發地被打破。

近年來，科學家們已經在周期性驅動的封閉和開放量子系統中觀察到了離散或弗洛凱時間晶體。Hans Keßler博士指出：“然而在所有以前的實驗中，連續時間的翻譯對稱性被時間週期性驅動所打破。我們面臨的挑戰是實現一個自發打破連續時間平移對稱性的系統。”

使用光學高精細腔內的玻色-愛因斯坦凝聚物

在實驗中，研究人員在一個光學高精細腔內使用玻色-愛因斯坦凝聚物。通過使用一個跟時間無關的泵，他們觀察到一個極限循環階段，其特點是腔內光子數出現週期性振盪並伴隨著原子密度通過重複的模式循環。

他們發現，振蕩的時間相位在0和2π之間採取隨機值。通過確定相關參數空間中的穩定區域並顯示極限循環振蕩的持久性，即使在存在強烈的時間擾動的情況下實驗者也證明了動態階段的穩健性。