在计算和模拟中发现，当用激光以一种特定的方式刺激一个局域化自旋链时，它们会来回翻转，在两个不同的多体局域化状态之间循环往复，而不会吸收任何净能量。

标准晶体，如钻石或盐，的排列方式在空间中重复，而时间晶体则在时间上永远重复。

【导读】2022年基础物理学新视野奖公布！共9位初级研究员获奖，奖金10万美元。其中4位获奖者为时间晶体的发现奠定了理论基础。

有趣的是，突破奖还被称为「科学界的奥斯卡」，在一个由电影、音乐、体育和科技创业的超级明星主持的盛大颁奖仪式上进行庆祝。

「其开创性的理论工作，提出了非平衡量子物质的新阶段，包括时间晶体」。

此外，突破奖还表彰数学和生命科学领域的研究人员。

Khemani和他的同事们所发现的多体非平衡相实际上就是一种时间晶体。

时间晶体的惊喜

「时间晶体」，顾名思义它们在结构上像晶体一样以一种重复的模式排列。

于是在2021年7月，Ippoliti和Khemani与谷歌量子人工智能团队再次合作，发表了一篇论文，详细介绍了在谷歌的量子计算机上首次实验性地创建时间晶体的情况。

在2016年6月，Dominic Else等人也研究出了这种多体非平衡相的新的重要特性，并将其确定为「时间晶体」。

时间晶体的概念是由物理学家和诺贝尔奖获得者Frank Wilczek在2012年首次提出的，但这个想法遭到了严重的怀疑，并被比作不可能的永动机。

该研究基于一种周期性驱动的多体局部系统。比如用特定频率的激光刺激晶体，其中激光的强度以及它对系统的影响强度会发生周期性的变化。

斯坦福大学物理学助理教授Vedika Khemani获得了2022年度基础物理学新视野奖。

2014年，Masaki Oshikawa和Haruki Watanabe根据热力学的基本定律，证明了一个不可行定理，排除了在基态或一般哈密顿量的规范系中时间晶体存在的可能性。

其重点在于，这种重复是不需要任何能量输入的，就像一个不用电池就能永远运行的时钟。

研究人员在失衡的伊辛模型中发现一个新的阶段，其中系统显示出稳定的、重复的翻转模式，这些模式在时间上永远重复，周期是激光驱动周期的两倍。

除了抽象的理论表述外，他们还研究了一个具体的模型：一个周期性驱动的伊辛自旋系统。

从理论到实验

新视野奖的奖金为10万美元，每年颁发给「已经完成了重要的工作的有前途的初级研究人员」。

正如时间晶体的定义所要求的那样，激光并不向系统传递能量。

新视野奖是三个基础物理学突破奖中的一个，另外两个是特别突破奖和突破奖，奖金均为300万美元。