來自《自然》雜誌
物理學家弗蘭克·維爾切克在他漫長而輝煌的職業生涯中，不得不多次為自己的觀點辯護。他說，他關於夸克（物質的最小組成部分）的諾貝爾獎獲獎研究最初被認為有點離譜。
即便如此，在馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院工作的維爾切克，還是被他對最新提議的攻擊的嚴重程度所措手不及。他的最新提議是一種稱為時間晶體的永不停息的運動裝置。法國格勒諾布林歐洲同步輻射裝置的理論物理學家帕特里克·布魯諾聲稱，他透過上個月在《物理評論快報》上發表的數學證明徹底否定了這個想法。
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“他已經走上了戰爭之路，”維爾切克說。毫不氣餒的維爾切克現在正在反擊，他在8月27日在arXiv預印本伺服器上釋出了一篇論文，其中他提出了一種新的物理實現他的想法的方法。
維爾切克提出的時間晶體，最基本的就是任何可以觀察到在時間上以規則的間隔重複運動而無需新增能量的事物——本質上，就是一個無需上發條即可永遠滴答作響的時鐘。與日常晶體中的原子在空間中以離散的間隔重複的方式類似，時間晶體的結構在時間上以離散的間隔重複。
為了尋找支援他理論的例子，維爾切克首先設想了一個處於最低能量狀態的超導環。電子可以在這樣的環中無阻力地移動，以通常在時間上平穩且恆定的永久電流流動，因此缺乏時間流逝的可觀察的標點符號。
在2012年10月發表的一篇論文中，維爾切克將這個想法更進一步，設想了一個相互作用並形成團塊的量子粒子環。當受到弱磁場驅動時，這些團塊的波動方式將符合時間晶體的標準。
概念受到質疑
布魯諾的論文質疑了這種系統是否真的處於其最低能量狀態。他提出了一個數學證明，即任何這樣的系統都必須首先獲得一些能量才能開始旋轉。但是，他認為，如果粒子沒有最小的可能能量，它們可能會損失一些能量以變得更穩定，從而破壞時間晶體的重複模式。
布魯諾說：“我的論文結束了相當廣泛的量子時間晶體系統的研究。”
一個由美國和中國的實驗物理學家組成的團隊對此表示不同意。加州大學伯克利分校的李同倉及其同事一直在計劃從排列成環的離子中創造一個時間晶體。儘管布魯諾的論文，這些計劃並沒有改變。“我們提出的實驗將有助於解決這場辯論，”李說。
李說，布魯諾可能對時間晶體採用了過於嚴格的定義。研究人員說，一個“亞穩態”系統——一個幾乎處於最低能量狀態的系統——不會永遠持續下去，但它可能會持續足夠長的時間以引起人們的興趣，或許會導致可以在沒有任何輸入的情況下執行很長時間的時鐘。
儘管不願意放棄他最初的想法，但維爾切克承認時間晶體的概念可能需要發展。“這個主題仍處於探索階段，可能需要一段時間才能準確發現哪些定義和系統是最有成果的，”他說。
在李繼續研究離子的同時，維爾切克的最新論文概述了另一種可能更簡單的製造時間晶體的方案。它從兩個由非超導體連線的超導體塊開始。這種稱為約瑟夫森結的裝置，如果施加外部電壓，可以產生電流波動。維爾切克認為，僅僅斷開超導體之間的接觸就可以產生表徵時間晶體的波動型別。這是否會使他的批評者滿意，以及它可能會導致什麼，只有時間才能證明。