德国马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的团队提出离散时间液体假说，揭示了随机热涨落如何诱导物质产生局部时间周期秩序。
通常人们熟悉的冰块是一种晶体，水分子在其中以规则的六边形点阵排列。当冰块融化时，这种长程的晶体结构便会瓦解，变成无序的流动液体。然而，即便在看似混乱的液体中，邻近的水分子之间依然保留着微弱的局部结构。这种排列发生在三维空间里，但如果一种晶体的周期性结构不是存在于空间，而是存在于时间中呢？
近年来物理学家发现，时间晶体能在时间维度上展现出周期性重复的行为。如果时间晶体像冰块一样融化，就会产生一种全新的物质形态：时间液体。这种形态虽然失去了长程的时间一致性，却依然保留着短程的时间秩序。
在一项理论研究中，德国马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的物理团队构建了一个理想模型。他们设计了一个由磁针状自旋组成的2维网格，并将其置于包含电磁场的腔体中。与以往用固定频率激光驱动时间晶体的方式不同，研究人员通过加热腔体，引入了随机的热涨落。腔体本身的固有谐振频率让这些随机涨落形成了某种模糊的节奏，进而作用于网格上的自旋。
模拟结果令人惊喜。在适当的温度下，网格上的自旋开始以腔体谐振频率的1/2进行周期性跳动。这意味着，原本随机无序的热涨落居然激发出了一种有节奏的周期运动。不过，这种节奏并不像传统时间晶体那样严丝合缝，自旋在跳动过程中偶尔会出现步调错位，在两种等效的节奏模式之间切换。这种扰动被称为时间孤子，它打破了长程的时间相干性，却并未毁掉整体的节奏感。
这就好比冰块融化成水，长程结构虽然破裂，局部依然保持着分子的相互作用。自旋系统在长程相干性溶解的同时，依然维持着短程的时间秩序，这正是离散时间液体的核心特征。
更有趣的是，这种秩序完全是由热涨落催生出来的。在低温下，热涨落过于微弱，不足以激发这种周期跳动，在高温下，强烈的热扰动则会彻底摧毁秩序，只有在中等温度下，系统才会自发涌现出时间液体的节奏。适度的热量并没有带来混乱，反而创造了秩序。
物理学中的时间平移对称性意味着物理定律不随时间的推移而变化。传统时间晶体通过确立固定的重复节奏打破了这种对称性，而在时间液体中，由于节奏偶尔发生切换，从平均角度来看，时间平移对称性又得到了恢复。这意味着时间液体甚至可能存在于热平衡状态中，而这是传统时间晶体无法做到的。
虽然离散时间液体目前仍处于理论和模拟阶段，但它为研究物质如何响应环境涨落、以及如何从混乱中涌现秩序开辟了全新的路径。
原文：https://www.sciencealert.com/physicists-propose-a-strange-new-state-of-matter-a-liquid-that-can-flow-in-time