What route to time crystals do the TU Wien researchers propose?

Researchers at TU Wien report a new route to time crystals: quantum correlations between particles can generate and stabilize a persistent temporal rhythm, instead of destroying the time-ordered phase. The finding, published in Physical Review Letters, shows that certain many-body quantum interactions can support a steady, self-sustained oscillation in time without external driving.

How does this study challenge prior assumptions about quantum correlations and time crystals?

The study revises a long-standing assumption that quantum correlations among particles destabilize time-ordered phases. Instead, the TU Wien team shows that certain many-body interactions and correlations can produce and stabilize a self-sustained temporal rhythm, demonstrating that rather than destroying temporal order, correlations can support and maintain it.

What is a time crystal, as described in the study?

A time crystal is a system that exhibits a repeating pattern generated internally in time, without reliance on an external driving force. The concept, first proposed in 2012, highlighted extreme isolation as a means to protect the temporal order from quantum fluctuations, though the new work shows that collective interactions can also sustain such a rhythm.

What experimental model did the researchers use to illustrate the effect?

The researchers modeled the phenomenon using an experimental setup described as a beating lattice, where collective quantum dynamics and particle correlations drive coordinated oscillations. This beating lattice serves as the platform to illustrate how emergent order can arise from interactions, producing a stable temporal pattern without external forcing.

What are the broader implications for quantum matter?

The findings imply that emergent order in quantum systems can arise from collective interactions, rather than solely from isolation. This perspective suggests new experimental targets for exploring nonequilibrium phases of quantum matter, where time-crystal-like rhythms can persist due to correlations. It points to a broader class of self-sustained temporal order driven by many-body dynamics.

Взаимодействие частиц позволило создать новый класс кристаллов времени — исследование TU Wien

Физика By Mattias Risberg Ноя 14, 2025 11:28

Particle Interactions Enable a New Class of Time Crystal, TU Wien Study Finds

Исследователи из TU Wien сообщают, что квантовые корреляции между частицами могут создавать самоподдерживающийся временной порядок, опровергая мнение о том, что такие корреляции только разрушают кристаллы времени.

Ученые из Венского технического университета (TU Wien) сообщают о новом способе получения кристаллов времени: квантовые корреляции между частицами могут создавать и стабилизировать устойчивый временной ритм, а не разрушать его. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, пересматривают давнее предположение о том, что подобные корреляции неизбежно дестабилизируют фазы с временным упорядочением.

Ритм без внешнего воздействия

В отличие от типичных периодических явлений, требующих воздействия внешней силы, кристалл времени демонстрирует повторяющийся паттерн, генерируемый внутренне во времени. Концепция, впервые предложенная в 2012 году, изначально делала упор на экстремальную изоляцию для защиты временного порядка от квантовых флуктуаций. Новое исследование показывает, что определенные многочастичные квантовые взаимодействия могут, напротив, поддерживать стабильный, повторяющийся временной паттерн.

Порядок, возникающий из квантовых флуктуаций

Команда обнаружила, что коллективное квантовое поведение способно превращать то, что должно было быть нерегулярными флуктуациями, в стабильную осцилляцию. Ведущий исследователь Феликс Руссо (Felix Russo) и его коллеги описывают, как корреляции между частицами порождают скоординированную динамику, которая не проявляется на уровне отдельных частиц, позволяя временному паттерну сохраняться.

Экспериментальная модель: пульсирующая решетка

Значение для квантовой материи

Исследование подчеркивает, что эмерджентный порядок в квантовых системах может возникать в результате коллективных взаимодействий, что открывает новые цели для экспериментального изучения неравновесных фаз квантовой материи.

Mattias Risberg

Cologne-based science & technology reporter tracking semiconductors, space policy and data-driven investigations.

University of Cologne (Universität zu Köln) • Cologne, Germany

Readers Questions Answered

Какой путь к кристаллам времени предлагают исследователи из Венского технического университета (TU Wien)?

Исследователи из TU Wien сообщают о новом пути к кристаллам времени: квантовые корреляции между частицами могут создавать и стабилизировать устойчивый временной ритм вместо того, чтобы разрушать фазу с временным упорядочением. Результаты исследования, опубликованные в журнале Physical Review Letters, показывают, что определенные многочастичные квантовые взаимодействия могут поддерживать стабильные самоподдерживающиеся колебания во времени без внешнего воздействия.

Как это исследование ставит под сомнение прежние предположения о квантовых корреляциях и кристаллах времени?

Исследование пересматривает давнее предположение о том, что квантовые корреляции между частицами дестабилизируют фазы с временным упорядочением. Напротив, команда TU Wien показывает, что определенные многочастичные взаимодействия и корреляции могут создавать и стабилизировать самоподдерживающийся временной ритм, доказывая, что корреляции могут поддерживать и сохранять временной порядок, а не разрушать его.

Что такое кристалл времени согласно описанию в исследовании?

Кристалл времени — это система, демонстрирующая повторяющийся паттерн, генерируемый внутри неё во времени без опоры на внешнюю движущую силу. Концепция, впервые предложенная в 2012 году, акцентировала внимание на экстремальной изоляции как средстве защиты временного порядка от квантовых флуктуаций, однако новая работа показывает, что коллективные взаимодействия также могут поддерживать такой ритм.

Какую экспериментальную модель использовали исследователи для иллюстрации эффекта?

Исследователи смоделировали это явление, используя экспериментальную установку, описываемую как «пульсирующая решетка» (beating lattice), где коллективная квантовая динамика и корреляции частиц вызывают скоординированные колебания. Эта пульсирующая решетка служит платформой для демонстрации того, как возникающий порядок может рождаться из взаимодействий, создавая стабильный временной паттерн без внешнего воздействия.

Каковы более широкие последствия для квантовой материи?

Полученные результаты подразумевают, что эмерджентный порядок в квантовых системах может возникать в результате коллективных взаимодействий, а не только за счет изоляции. Такая перспектива предлагает новые экспериментальные цели для изучения неравновесных фаз квантовой материи, в которых ритмы, подобные кристаллам времени, могут сохраняться благодаря корреляциям. Это указывает на более широкий класс самоподдерживающегося временного порядка, управляемого многочастичной динамикой.

Have a question about this article?

Questions are reviewed before publishing. We'll answer the best ones!

Comments

No comments yet. Be the first!