摘要：3月12日，《物理评论 X》发表一项突破性研究，华盛顿大学团队创造出了一种全新的物质状态——"时间准晶体"，这种神奇物质理论上可永久运动，不需能量输入，完全颠覆了我们对运动规律的认知！

3月12日，《物理评论 X》发表一项突破性研究，华盛顿大学团队创造出了一种全新的物质状态——"时间准晶体"，这种神奇物质理论上可永久运动，不需能量输入，完全颠覆了我们对运动规律的认知！

没错！在我们熟悉的宏观世界，永动机确实是不可能的。但在微观量子世界，规则则完全不同。天行健，君子以自强不息，在量子尺度上，粒子们似乎也找到了自强不息，不作不死的秘诀！

别被这个名字吓到！我们先从普通晶体说起。盐、糖、钻石这些普通晶体，是原子在空间中排列整齐。而时间晶体，则是粒子在时间维度上也有规律地振动，就像一个永不停止的节拍器。

至于时间"准"晶体，那就更有意思了！它不是简单地"嘀嗒、嘀嗒"，而是包含多种不同节奏的复杂振动模式。就像一首交响乐，有很多乐器同时演奏不同的旋律，但整体听起来和谐有序。

虽然看起来像魔法，但背后却是严谨的科学！研究团队用了一小块特殊的钻石，里面含有"氮-空位中心"。

简单来说就是钻石中的"缺陷，碳原子被氮原子替代，并在旁边留下一个空位，形成量子比特。这些缺陷中的电子就像微小的指南针，可以指向不同的方向。

科学家们用特定频率的微波脉冲照射这块钻石。就像你用棍子敲打一个鼓，但节奏不是均匀的，而是按照一个特殊的比例——黄金比例（约1.618）来设计的。这个比例在自然界很特殊，从向日葵的种子排列到贝壳的螺旋结构都能看到它。

对！钻石中的电子自旋开始了一种奇特的"舞蹈"，形成了复杂而稳定的振动模式。更神奇的是，这种振动模式对外部干扰非常"抗拒"！就算微波脉冲不是完美的，这种振动模式依然能稳定存在，就像舞艺精湛的广场舞大妈，即使音乐出了小差错，楼上倒了一桶粪下来，也能保持整齐的舞步。

这只是基本原理，上下嘴皮碰碰谁都会说，实际操作麻烦多了，不然华盛顿大学怎么会是第一个呢？

太有关系了！想想看，你手机充一次电能用多久？你忘了到处找充电桩了？如果时间准晶体技术成熟，未来可能出现永不需要充电的设备！

并且这种物质可以用作超精确的量子传感器，测量微弱的磁场或引力波。地震预警系统、脑电图检测、甚至引力波探测器，都可能因此变得更精确。另外它还可用于精密计时，还可能成为量子计算机的完美“内存”，因为它能长时间保存量子信息而不失真。

好吧，现在的时间准晶体还远远不是"完美"的永动机。实验中研究团队观察到它们可以稳定运行几百个周期，这在量子世界已经很臭屁了，但和"永久"相比还有差距。莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行，这项技术也需要我们耐心等待它慢慢发展完善。

问到点子上了！关键在于量子多体相互作用。在钻石中，这些电子自旋之间有很强的相互作用力，形成了一种"集体行为"。就像一群人手拉手跳舞，单个人可能会跌倒，但大家手拉手就能稳稳地跳下去。

这种集体行为创造了一个能量"屏障"，阻止系统向混乱状态转变。在物理学中，这种现象叫做"拓扑保护"，非常神奇！

完全可信！这篇研究发表在物理学最权威的期刊之一《物理评论 X》上，由华盛顿大学和哈佛大学学者合作完成。实验数据清晰可重复，理论解释也非常严谨。

而且，这不是第一个时间晶体的发现。2016年，马里兰大学的科学家创造了第一个时间晶体。现在，华盛顿大学的团队更进一步，创造了更复杂的时间准晶体，这是科学不断进步的体现！

研究团队计划探索更复杂的时间准晶体结构，并研究如何延长它们的寿命。其他科学家可能会尝试在不同材料中创造类似的量子状态，如超导量子比特或二维材料中的自旋缺陷。

是的，这项研究不仅拓展了我们对物质形态的认识，也让我们对时间这一基本要素有了全新的理解。 原来在量子的尺度上，时间不再是流动的河流，而是可以被塑造的泥土。

下次当你手上的钻戒闪闪发光时，别光想着钻石恒久远，一颗永流传了，一辈子算什么？科学家们已在钻石的碳原子排列中，找到了"弯曲时间"的方法！哪一天真把人生的时间弯回去做成时间晶体，我们的生命就可以生生世世，永永远远地振荡下去了。

参考文献：

1. He, G., Ye, B., Gong, R., Yao, C., Liu, Z., Murch, K. W., Yao, N. Y., & Zu, C. (2025). Experimental Realization of Discrete Time Quasicrystals. Physical Review X, 15, 011055.

2. Murch, K. W., & Zu, C. (2025). Time Crystal Concept. SciTechDaily.com.

来源：徐德文科学频道