2026年6月24日——来自日本广岛大学、美国科罗拉多大学博尔德分校及其他合作机构的研究团队证实，可借助日常生活中的液晶材料制造出“时空晶体”——这种奇异的物质结构在外界驱动下，会在空间和时间维度上无限循环。

过去十年来，物理学家一直对时间晶体着迷。与盐或钻石等普通晶体在空间上具有重复的分子结构不同，时间晶体在时间上表现为规律间隔的重复模式。此前，科学家认为这种奇特结构只能存在于接近绝对零度、高度复杂且脆弱的量子系统中，例如囚禁离子或量子模拟器。然而，在一项发表于《自然·通讯》的合作研究中，研究人员已成功在经典、室温条件下的液晶系统中制造出时间晶体。

为实现这一目标，研究团队选取了一种液晶材料——类似于智能手机和电视屏幕中使用的流体——并在其中掺杂了离子物质。随后，他们对流体施加了有节奏的、重复的电信号。借助先进的计算机模型和光学显微镜，研究人员观察到一种被称为“倍周期”的惊人现象。尽管电驱动以设定的内部节奏向流体注入能量，液晶却自发地锁定为一种每两个电周期才重复一次的模式。

研究人员发现，这种独特的节奏是由流体中微小局部结构的运动所驱动的，这些结构被称为拓扑孤子和向错。在液晶中，拓扑孤子是平滑、持久的扭转结构，如同稳定的波包在材料中传播；而向错则是尖锐的结构错配线，分子的整齐排列在此处完全瓦解。

随着电压的变化，这些微观特征持续地变形、毁灭并相互再生。这些变动的状态行为与马约拉纳粒子的粒子-反粒子对完全一致。马约拉纳粒子是一类著名且难以捉摸的量子粒子，其自身即是自身的反粒子。在该系统中，它们充当了这些量子物体在经典现实世界中的类似物。

“液晶的电控开关是当今价值万亿美元的液晶相关产业的核心，而在液晶中实现时间晶体，同样可能催生实用化应用，在不久的将来惠及日常生活，”论文第一作者赵汉青表示。他是日本广岛大学国际枢纽研究所“扭结手性超物质可持续性国际研究所”（WPI-SKCM2）的博士后研究员，该研究所的使命是创造人工物质形态并推动可持续发展。

与极易因扰动而坍缩的量子时间晶体不同，这些经典时空晶体异常坚固。研究团队发现，即使有意破坏电信号的时序至多20%，晶体仍保持完美稳定。此外，他们观察到这种同步循环的行为在超过24小时的时间内持续平稳运行。

这一发现表明，复杂的时空对称性并非量子世界独有；它们也能出现在开放的经典软物质中。这项研究自然开启了一个全新的领域，科学家称之为“时间液晶态”——在这种状态下，类流体材料不仅能按空间组织，还能按时间进行组织。由于液晶已是现代电子产品的基石，这些耐用、可控的时空晶体可用于设计下一代光学设备，例如可重构激光元件、先进光束偏转器以及超高精度光转向器。