该图像显示了光学谐振器中的冷原子（黄色）正在形成时间晶体。来源：汉堡大学

汉堡大学激光物理研究所的研究人员首次成功地实现了自发破坏连续时间平移对称性的时间晶体。他们在2022年6月9日星期四由《科学》杂志在线发表的一项研究中报告了他们的观察结果。

时间晶体的想法可以追溯到诺贝尔奖获得者弗兰克·维尔切克（Franck Wilczek），他首先提出了这种现象。类似于水在冰点附近自发变成冰，从而打破了系统的平移对称性，当形成时间晶体时，动态多体系统中的时间平移对称性自发地断裂。

近年来，研究人员已经在周期驱动的闭合和开放量子系统中观察到离散或Floquet时间晶体。“然而，在之前的所有实验中，连续时间平移对称性被时间周期性驱动所打破，”来自Andreas Hemmerich教授在卓越集群CUI：物质高级成像小组的Hans Keßler博士说。“我们面临的挑战是实现一个自发打破连续时间平移对称性的系统。

在光学高精细腔内使用玻色-爱因斯坦凝聚物

在他们的实验中，科学家们在光学高精细腔内使用了玻色 - 爱因斯坦凝聚物。使用与时间无关的泵，他们观察到一个极限循环阶段，其特征在于腔内光子数的紧急周期性振荡伴随着原子密度循环通过重复模式。

他们发现，振荡的时间阶段采用0到2π之间的随机值，正如自发破坏的连续对称性所预期的那样。通过识别相关参数空间中的稳定区域，并显示即使在存在强时间扰动的情况下，极限周期振荡的持久性，研究人员也证明了动态相位的鲁棒性。

更多信息：Phatthamon Kongkhambut等人，连续时间晶体的观察，科学（2022）。DOI： 10.1126/science.abo3382

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