時間結晶
自然界における対称性は保存則に直接つながる。これはネーターの定理により精密に定式化されている。
時間並進対称性の基本的な考え方は時間の並進は物理法則には何の影響も及ぼさない、すなわち今適用される自然法則は過去でも同じであり今後もおなじであるだろうということである。この対称性はエネルギー保存を意味している。
時間結晶は熱力学の法則には逆らわない。全体の系のエネルギーが保存されているのでそのような結晶は自発的に熱エネルギーを機械的な仕事に変換することはなく仕事の永久保存としては役に立たない。しかし、系が維持されている限り時間の固定されたパターンで永久に変化することがある。それらは「エネルギーなしの動き」を持っている(それらの見かけの動きは従来の運動エネルギーを表していない)。
熱平衡において時間結晶は存在しないことが証明されている。近年、非平衡量子揺らぎの研究が増えている。
2016年10月、メリーランド大学のクリストファー・モンローは世界で始めて離散時間結晶を作成したと主張した。Yaoの提案から得たアイデアを使い、彼のチームはラジオ周波数電磁場により閉じ込められたパウル・トラップにYbの鎖をトラップした。2つのスピン状態のうち1つは1対のレーザービームにより選択された。誤った光周波数での過剰なエネルギーを避けるためにテューキー窓を使い、音響光学変調器により制御される形状のパルスをレーザーに与えた。このセットアップにおける二つの超微細電子状態、S1/2 |F=0, mF = 0⟩ と |F = 1, mF = 0⟩ は12.642831 GHz離れた非常に近いエネルギー順位を有する。10個のドップラー冷却されたイオンを0.025 mmの長さの線に配置し、互いに相互作用を持たせた。研究者らはドライブの分数調波振動を観測した。