6月30日晚,基础物理研究中心举行《2025系列学术报告》第六期,中心主任王群教授在线上对弗兰克・维尔切克教授于2025年1月22日在李政道研究所所做的报告“时间晶体:构想与实现”作了导读,并主持讨论。本次讨论会由眭陶陶老师主持,基础物理研究中心成员、永利总站ylzz55的部分老师和学生参加了讨论会。

时间晶体由2024年诺贝尔物理学奖得主、麻省理工学院(MIT)教授弗兰克・维尔切克(Frank Wilczek)于2012 年在理论首次提出。他从“空间晶体”的对称性出发,大胆推测:既然物质能在空间维度形成有序晶格,或许也能在时间维度形成类似的 “时间晶格”,即时间晶体。
王群教授引导大家学习了时间晶体的相关概念以及发展。时间晶体是一种非平衡态的有序物质,其核心特性是在时间维度上呈现周期性重复的有序结构—— 就像晶体在空间中(如钻石的原子排列)有固定重复的晶格,时间晶体则在 “时间轴” 上不断展现规律变化,且这种变化无需持续输入能量来维持(仅需初始能量启动),打破了物理学中经典的 “时间平移对称性”。2017 年,两个独立团队几乎同时实现突破:MIT 团队:用 “离子阱” 囚禁 10 个钙离子,通过激光操控使其自旋按固定周期翻转,观测到时间上的周期性变化,符合时间晶体的特征。哈佛大学团队:用 “自旋链”(一组相互作用的自旋粒子)实验,同样观测到无需持续供能的时间周期性。时间晶体是 “非平衡态统计物理” 的典型案例,它的存在和特性,能帮助科学家更深入理解 “远离平衡的物质如何维持有序”,甚至为探索宇宙中的非平衡态系统(如恒星内部、黑洞周边)提供参考。
讨论会中,与会人员就各自方向展开热烈讨论。最后,王群教授鼓励大家多关注前沿领域,积极推进学科交叉,寻找新的突破。
学术报告视频:
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