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「時間結晶」を初めて実現

Nature ダイジェスト Vol. 14 No. 6 | doi : 10.1038/ndigest.2017.170632

原文:Nature (2017-03-09) | doi: 10.1038/543185a | Marching to a different quantum beat

Chetan Nayak

結晶は空間の中で同じ構造が繰り返される物質状態であり、それが自発的に生成する。一方、物理量が時間とともに周期的に振動し続ける自発的な物質状態を「時間結晶」という。時間結晶は仮説上の存在だったが、今回、2つの研究グループがある種の時間結晶を初めて作り出したと報告した。

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ALFRED PASIEKA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Science Photo Library/Getty Images

結晶は、古くから知られた物質状態だが、結晶では対称性が「自発的に破れて」いる。というのは、こういうことだ。原子の集団内の相互作用は、原子がどこにあっても同じだから、物理学の方程式は空間並進に対して不変だ。つまり、どの場所も他の場所と変わりはない。しかし、ある温度以下になると、原子は結晶状態に自発的に落ち着く。このとき、原子がある場所(結晶の格子点)という特別な場所が生じ、空間の並進対称性が破れている。このように対称性が破れた状態は、磁石、液晶、超流動体など、自然界にはいっぱいある。

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Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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