科罗拉多大学博尔德分校的物理学家团队近日宣布，他们利用液晶材料成功制造出全球首个肉眼可见的“时间晶体”。这项突破性成果已于《自然・材料》期刊发表，研究通过调控液晶分子运动，首次实现了时间晶体在宏观尺度下的直接观测。
时间晶体的概念最早由诺贝尔物理学奖得主弗兰克・维尔切克于2012年提出。与传统晶体中原子在空间上周期性排列不同，时间晶体的原子或粒子会随时间呈现周期性运动，形成一种非平衡态的全新物质相态。尽管此前已有多个实验团队通过量子模拟等方式实现时间晶体，但均需借助精密仪器观测微观粒子行为。
该研究团队创新性地将棒状液晶分子夹在涂覆特殊染料的玻璃片之间。当特定波长的光线照射时，液晶分子自发形成螺旋运动模式，产生大量“扭结”结构。这些结构不仅持续运动，还能通过相互作用形成复杂的动态图案，类似分子级别的集体舞蹈。
实验最显著的突破在于环境适应性。研究人员发现，当样本温度在10℃至50℃范围内波动时，液晶分子的运动模式始终保持稳定。项目负责人伊万・斯马柳赫教授形容：“这个过程如同魔法，只需一束光就能让时间晶体在眼前‘生长’出来。”
论文第一作者赵汉卿博士指出，这种宏观时间晶体的稳定性为实际应用开辟了可能。研究团队提出两种潜在应用方向：其一，将时间晶体作为防伪标识嵌入纸币，其动态光学特性可形成独特的“时间水印”；其二，通过叠加不同频率的时间晶体，构建多维度时间“条形码”，用于高密度数字信息存储。
斯马柳赫教授强调，当前研究更注重基础突破而非立即应用。“这项发现如同早期激光技术的诞生，最初人们只想到用于超市收银条形码，但最终彻底改变了通信、医疗等多个领域。时间晶体可能带来同样深远的变革。”
