由磁振子组成微米级的晶体或将改变电子通信技术

一个德国波兰研究小组成功地创建了一个微米级的晶体，该晶体由室温下的磁振子组成。借助柏林Helmholtz Zentrum的Bessy II的扫描透射X射线显微镜Maxymus，他们能够在晶体中拍摄周期性的周期性磁化结构。该研究项目发表在《物理评论快报》上，由德国斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所，亚当·米基维兹大学和波兰波兹南的波兰科学院之间的科学家合作进行。

晶体是一种固体，其原子或分子规则排列在特定的结构中。如果用显微镜观察该排列，人们总是以相同的间隔发现一个原子或一个分子。它与时空晶体相似：但是，重复结构不仅存在于空间中，而且存在于时间中。最小的组件会不断运动，直到一定时间后它们又重新排列成原始的样式。

2012年，诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek及时发现了物质的对称性。他被认为是这些所谓的时间晶体的发现者，尽管作为理论家，他只是假想地预测了它们。从那以后，几位科学家一直在寻找观察到这种现象的材料。确实存在时空晶体的事实于2017年首次得到确认。但是，这些结构的大小只有几纳米，并且仅在负250摄氏度以下的非常冷的温度下形成。因此，德国波兰科学家现已成功在室温下在视频中对几微米的相对较大的时空晶体成像，这一事实被认为是开创性的。也是因为他们能够证明由麦农组成的时空晶体。

“我们采取了时空中周期性重复出现的磁振子模式，将更多的磁振子送入，最终它们散开了。因此，我们能够证明时间晶体可以与其他准粒子相互作用。尚无人能够证明这一点。直接在实验中，更不用说在视频中了。”马克斯·普朗克智能系统研究所的博士生NickTräger说，他与Pawel Gruszecki一起是该出版物的第一作者。

在他们的实验中，Gruszecki和Träger在一条微细天线上放置了一条磁性材料，通过它们发送射频电流。微波场触发了振荡磁场，这是一种激发条带中的磁振子的能量源，即自旋波的准粒子。电磁波从左侧和右侧迁移到条带中，自发地凝结为时空的重复模式。与微不足道的驻波不同，这种模式是在两个会聚波甚至会面和干涉之前形成的。因此，这种规则消失并自行重新出现的图案是量子效应。

马克斯·普朗克智能系统研究所所长，现代磁系统系主任吉塞拉·舒茨（GiselaSchütz）指出了X射线摄影机的独特之处：“它不仅可以使波前可见，而且分辨率非常高，它甚至可以达到每秒400亿帧的速度，并且对磁现象也具有极高的灵敏度。”

“我们能够证明，这种时空晶体比最初的想法更广泛地传播，”波兹南亚当·密奇凯维奇大学物理系的科学家Pawel Gruszecki说。“我们的晶体在室温下会凝结，并且颗粒会与之相互作用，这与孤立的系统不同。此外，它的尺寸已经可以用来处理这种时空性强的晶体。这可能会导致许多潜在的应用。 ”

现代磁系统部前研究组负责人，该出版物的最后作者约阿希姆·格莱夫（JoachimGräfe）得出以下结论：“古典晶体的应用领域非常广泛。现在，如果晶体不仅可以在空间中相互作用，而且可以在时间上相互作用，那么我们增加了可能的应用程序的另一个维度。在通信，雷达或成像技术等领域的潜力是巨大的。”

编辑：hfy