纽约大学研究团队在量子物理领域取得重大突破,利用简易紧凑型声学悬浮装置,成功创建出一种可见的悬浮时间晶体。该成果于2026年3月发表在国际顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,为时间晶体的实际应用及奇异量子现象研究开辟了全新路径。
该团队研发的时间晶体系统由一个约1英尺高的声学悬浮装置构成,通过声波将微小的聚苯乙烯泡沫珠悬浮于空中。这些泡沫珠通过散射声波相互作用,形成无需外部能量输入的自维持振荡,即便处于最低能量状态,也能稳定保持振荡状态——这正是时间晶体最核心的特性。

值得关注的是,该系统的显著优势是异常简单且紧凑,与以往复杂的时间晶体实验装置相比,大幅降低了研究门槛。更关键的是,实验中悬浮的泡沫珠在不平衡力的作用下规避了牛顿第三定律,实现了悬浮状态下的独立振荡——这一特殊现象,也为量子力学研究提供了新的观测视角。
此次突破具有重要的科学意义。时间晶体作为一种奇异量子现象,其存在挑战了人类对平衡状态和热力学定律的基本认知。这种新型可见时间晶体系统,不仅为量子物理基础研究提供了更易观测、操控的实验载体,更有望推动超精密量子时钟、先进传感器以及新型计算范式的革新。同时,该研究成果还可能为生物钟等生物计时系统的研究提供全新思路,助力跨学科领域的研究突破。
研究团队正聚焦于优化时间晶体系统,进一步探索其在多个领域的应用潜力,涵盖先进传感器、新型计算等关键方向。与此同时,维也纳工业大学(TU Wien)的相关计算结果,也揭示了创建时间晶体的全新方法,二者相辅相成,进一步拓宽了该领域的研究范围。

此次可见悬浮时间晶体的成功创建,是量子现象研究领域的重要里程碑。其影响不仅局限于物理学领域,更将为精密计时、传感、计算等产业的发展铺平道路,同时为生物计时系统等跨学科研究提供重要启发,推动相关领域实现突破性发展。

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