雷射激發銣原子，物理學家產生新型時間晶體

利用雷射使銣原子像氣球一樣膨脹，物理學家在實驗中形成一種被稱為「時間晶體」的奇異物質狀態，這種晶體能在兩種狀態之間週期循環，似乎永無止境、永遠不會失去任何能量。

時間晶體（time crystal）概念由諾貝爾物理學獎得主弗朗克·韋爾切克於 2012 年提出，相較於一般晶體（三維物體）在空間呈週期性重複，時間晶體（四維以上）則在時間上週期性重複而呈現永動狀態。

雖然許多人聲稱時間晶體違反熱力學第二定律，但事實上，由雷射驅動的晶體並不會失去或獲得能量，只是導致它們重複洗牌，因此第二定律不適用於它們。

自時間晶體概念問世，物理學家已製造出多種時間晶體，每種晶體都為了解這種奇異物質相提供獨特見解。最近，另一組團隊透過將銣原子激發成雷德堡態（Rydberg state），也成功形成新型時間晶體。

研究人員將雷射照向充滿銣原子氣體的玻璃容器，想測量光訊號抵達容器另一端的強度，結果雷射激發原子內電子，使最外層電子形成更大軌道，本質上將原子膨脹為正常半徑數百倍，這些具有巨大電子殼層的原子彼此之間的力也變得非常大，原子在激發態與低激發態之間來回移動，最終導致玻璃容器另一端光強度以週期性模式振盪。

這種新型時間晶體在需要高度規律、自發振盪的技術具潛在應用，比如製造高靈敏感測器，或基於雷德堡原子的量子資訊處理工具。

新論文發表在《自然物理學》（Nature Physics）期刊。

• Physicists Create ‘Impossible’ Time Crystal by Blasting Atoms Into Balloons
• Scientists create weird ‘time crystal’ from atoms inflated to be hundreds of times bigger than normal
• Scientists successfully create a time crystal made of giant atoms

（首圖來源：pixabay）