突破!科學家首次觀測到時間晶體內的原子不斷輪回,四維空間真的存在?

王雪嵩 2021/03/19 檢舉 我要評論
 
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空間物理學將空間劃分成不同維度,一維空間是一條可以無限延伸的直線,只有長度,二維空間是一個平面,只有長度和寬度,三維空間是一個立體的3D空間,有長度,寬度和高度,即現實世界,這個時候人們自然聯想到四維空間,那麼四維空間是否真實存在?

有人大膽提出假設,四維空間就是三維空間疊加了時間維度,四維空間在一定時間內「規律變化」,這意味著四維空間生命可以不斷輪回。

3維世界的物質在沒有外力的情況下一般保持靜止狀態,比如手機,上一秒和下一秒都是一個模樣,但四維空間物體則會自然變化,變成不同模樣,在一定時間內又變回原樣。

本以為四維空間物體只存在於我們的假設和幻想中,永遠不可能存在於現實世界中,但在2012年,諾貝爾物理學獎得主弗朗克·韋爾切克提出一種屬於四維空間的物體-時間晶體,2016年,由諾曼·姚(Norman Yao)帶領的科學團隊成功出創造出了時間晶體。

在2021年2月,來自德國馬克斯·普朗克智慧系統研究所的研究人員稱,他們再次在時間晶體的研究中獲得了突破性研究,首先研究員在室溫下用磁振子製成時間晶體,然後用掃描透射X射線顯微鏡首次觀察了時間晶體原子在不斷輪回的過程。

什麼是時間晶體?

很多研究報告對於時間晶體的描述太過官方了,不是專業人士真的很難看懂,我在這裡以簡單易懂的方式再次描述。

時間晶體又稱時空晶體,屬於四維晶體,在現實世界中,晶體並不少見,比如水晶鑽石,橄欖石,石英晶體,鑽石等,但是這些都屬於三維晶體,因為其內部原子以三維網格結構排列,結構比較固定,原子不會移動太多,因此三維晶體只在外部空間上移動,但是作為四維度晶體的的時間晶體完全不同,內部粒子一直在做短距離的週期變化,並且變化軌跡複雜,並非平移運動。

由於時間晶體內部原子在週期輪回,不受到空間影響,這可能會導致許多潛在的應用,比如未來可用於精確計時,不過現在還不行,因為製造出來的時間晶體存在時間較短,形狀並不穩定。

時間晶體研究獲重大突破為了研究時間晶體,首先必須要製造出來,之前科學家一直在使用超冷愛因斯坦冷凝體玻色子,通過電子自旋的集體激發製造出時間晶體。但是現在,馬克斯·普朗克研究以不同的方式製造出時間晶體。

他們先將一根坡莫合金與天線連接在一起,然後接通電流,電流在坡莫合金材料上產生振盪磁場,電磁波從兩端傳播到坡莫合金材料上,電磁波激發了材料內部的磁振子,運動的磁振子返複凝結成重複的圖案,這意味著時間晶體內部原子在不斷輪回。

馬克斯·普朗克研究人員觀察到,在時間晶體內部,原子行為是怪異的,比如先往一個方向旋轉,接著往另一個方向旋轉,不管怎麼旋轉,結果都會在規定時間內回到原點,這被科學家稱為「滴答聲」,也就是說時間晶體內部原子在時間上不斷地輪回。

馬克斯·普朗克研究人員發現,時間晶體可以與其他准粒子相互作用,用這種方式製造的時間晶體能夠在很長時間內保持穩定狀態,這些都是前所未有的新發現,是一次突破性發現,為製造時間晶體開闢了新的途徑。

總結時間晶體再一次被證實存在了,它不僅具有空間相互性,還具有時間上的輪回關係,意味著時間晶體未來的應用潛力巨大,在不久的未來,時間晶體的應用可能會變得非常廣泛,可以用在精確計時,雷達成像,量子傳送等。

時間晶體是四維晶體,內部原子可以一直輪回,鎖住時間,這是否意味著四維空間也真實存在呢?四維空間存在於某一個宇宙角落裡,一切物體在這裡無限輪回,其中也包括生命,生命在這裡沒有起點也沒有終點,一直在這裡不斷輪回。

這讓我想了一部很有名的科幻大片《2001太空漫遊》,雖然是一部很老的片子,但很多人表示看不懂,該影片最後出現的場景就是四維空間,空間和生命在這裡不斷輪回,想想都覺得神奇,大家對四維空間有什麼看法?有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號:有趣探索

 

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