手に持てる「浮遊する時間結晶」を発見(Scientists Discover “Levitating” Time Crystals that You Can Hold in Your Hand)

2026-02-06 ニューヨーク大学(NYU)

米国ニューヨーク大学(NYU)の研究チームは、手に取れるサイズで安定に存在する「浮遊する時間結晶」を初めて実証した。時間結晶は、外部からエネルギーを与え続けなくても、時間的に周期的な運動を自発的に繰り返す特異な量子状態として理論提唱されてきたが、これまでの実験は極低温や厳密に制御された条件に限られていた。本研究では、微小粒子を用いた巧妙な設計により、重力や環境ノイズの影響を受けにくい状態で時間結晶を安定に「浮かせて」維持することに成功した。これにより、時間結晶を直接操作・観測できる新しい実験基盤が整い、量子物理の基礎研究に加え、将来的には高精度センシングや新型量子デバイスへの応用が期待されている。本成果は、時間結晶研究を理論・実験の両面で大きく前進させる画期的な発見である。

手に持てる「浮遊する時間結晶」を発見(Scientists Discover “Levitating” Time Crystals that You Can Hold in Your Hand)
NYU physics researchers have observed a new type of time crystal—one whose particles levitate on a cushion of sound while interacting with each other by exchanging sound waves. Above, a bead (purple) is suspended in mid-air by sound waves emanating from (black) circular speakers arranged in a six-inch-tall 3D-printed frame. Image courtesy of NYU’s Center for Soft Matter Research

<関連情報>

非相反的な波動媒介相互作用が古典時間結晶の原動力となる Nonreciprocal Wave-Mediated Interactions Power a Classical Time Crystal

Mia C. Morrell, Leela Elliott, and David G. Grier
Physical Review Letters  Published: 6 February, 2026
DOI: https://doi.org/10.1103/zjzk-t81n

Abstract

An acoustic standing wave acts as a lattice of evenly spaced potential energy wells for subwavelength-scale objects. Trapped particles interact with each other by exchanging waves that they scatter from the standing wave. Unless the particles have identical scattering properties, their wave-mediated interactions are nonreciprocal. Pairs of particles can use this nonreciprocity to harvest energy from the wave to sustain steady-state oscillations despite viscous drag and the absence of periodic driving. We show, in theory and experiment, that a minimal system composed of two acoustically levitated particles can access four distinct dynamical states, two of which are emergently active steady states. Under some circumstances, these emergently active steady states break spatiotemporal symmetry and therefore constitute a classical time crystal.

1700応用理学一般
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