漢堡大學(xué)激光物理研究所的研究人員首次成功實(shí)現(xiàn)了一種自發(fā)打破連續(xù)時(shí)間平移對(duì)稱性的時(shí)間晶體。他們?cè)?022年6月9日《科學(xué)》在線發(fā)表的一項(xiàng)研究中報(bào)告了他們的觀察。

時(shí)間晶體的想法可以追溯到諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Franck Wilczek，他首次提出這一現(xiàn)象。與水在零度時(shí)自發(fā)變成冰，從而打破系統(tǒng)的平移對(duì)稱性類似，動(dòng)態(tài)多體系統(tǒng)中的時(shí)間平移對(duì)稱性在時(shí)間晶體形成時(shí)會(huì)自發(fā)打破。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們?cè)谝粋€(gè)光學(xué)高精細(xì)腔內(nèi)使用了一個(gè)玻色-愛因斯坦凝聚物。通過使用一個(gè)與時(shí)間無關(guān)的泵，他們觀察到一個(gè)極限循環(huán)階段，其特點(diǎn)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(shí)間相位在0和2π之間采取隨機(jī)值，正如對(duì)自發(fā)打破的連續(xù)對(duì)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(qiáng)烈的時(shí)間擾動(dòng)的情況下，研究人員證明了動(dòng)態(tài)階段的穩(wěn)健性。

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