Dalam fisika benda terkondensasi, kristal waktu adalah sistem kuantum partikel yang salah satu tingkat energi terendahnya tercapai saat partikel-partikelnya mengalami gerakan berulang. Sistem semacam ini tidak dapat kehilangan energinya ke lingkungan, dan berhenti karena sudah berada dalam keadaan dasar kuantumnya. Jadi, gerakan partikel tidak benar-benar mewakili energi kinetik selayaknya bentuk gerakan lain, ia justru memiliki "gerakan tanpa energi". Keberadaan kristal waktu pertama kali diusulkan secara teoretis oleh Frank Wilczek pada tahun 2012. Kristal waktu merupakan analogi dari benda kristal, tetapi berada dalam dimensi waktu, alih-alih tersusun secara berulang dalam dimensi ruang seperti kristal pada umumnya. Beberapa kelompok berbeda telah mendemonstrasikan materi dengan evolusi periodik yang stabil dalam sistem yang bergerak secara periodik.[1][2][3][4][5] Dalam implementasi praktikal, kristal waktu suatu hari nanti mungkin dapat dimanfaatkan dalam teknologi memori kuantum.[6]
Pembentukan kristal di alam merupakan manifestasi dari pemutusan simetri spontan, yang terjadi ketika keadaan energi terendah dari suatu sistem kurang simetris dibandingkan persamaan yang mengatur sistem tersebut. Dalam keadaan dasar kristal, simetri translasi kontinu dalam ruang akan rusak dan digantikan oleh simetri diskrit yang lebih rendah dari kristal periodik. Hukum fisika sebenarnya bersifat simetris di bawah translasi berkesinambungan dalam ruang dan waktu. Namun, pada tahun 2012 muncul sebuah pertanyan mengenai kemungkinan untuk dengan sementara mematahkan simetri ini, dan menciptakan "kristal waktu" yang tahan terhadap entropi.[1]
Jika simetri translasi waktu diskrit rusak (yang dapat diwujudkan dalam sistem yang digerakkan secara berkala), maka sistem tersebut disebut sebagai kristal waktu diskrit. Sebuah kristal waktu diskrit tidak akan pernah mencapai kesetimbangan termal, karena merupakan jenis materi atau fase materi tak setimbang. Pemutusan simetri waktu hanya dapat terjadi pada sistem yang tak setimbang.[5] Kristal waktu diskrit sebenarnya telah diamati di laboratorium fisika sejak tahun 2016 (hasil penelitiannya diterbitkan pada tahun 2017). Salah satu contoh kristal waktu yang menunjukkan ketidakseimbangan dengan simetri waktu rusak adalah cincin ion bermuatan yang terus berputar dalam keadaan energi terendah.[6]
Sejarah
Gagasan mengenai kristal waktu terkuantisasi pertama kali dicetuskan pada tahun 2012 oleh Frank Wilczek,[7][8] peraih penghargaan Nobel dan profesor di MIT. Pada tahun 2013, Xiang Zhang, seorang insinyur nanoteknologi di University of California, Berkeley, dan timnya mengungkapkan gagasan mengenai pembuatan kristal waktu dalam bentuk cincin ion bermuatan yang terus berputar.[9][10]
^ abZakrzewski, Jakub (15 October 2012). "Viewpoint: Crystals of Time". physics.aps.org. APS Physics. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2 February 2017.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
Smith, J.; Lee, A.; Richerme, P.; Neyenhuis, B.; Hess, P. W.; Hauke, P.; Heyl, M.; Huse, D. A.; Monroe, C. (2016). "Many-body localization in a quantum simulator with programmable random disorder". Nature Physics. 12 (10): 907–911. arXiv:1508.07026. Bibcode:2016NatPh..12..907S. doi:10.1038/nphys3783. ISSN1745-2473.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
Yoshii, Ryosuke; Takada, Satoshi; Tsuchiya, Shunji; Marmorini, Giacomo; Hayakawa, Hisao; Nitta, Muneto (2015). "Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov states in a superconducting ring with magnetic fields: Phase diagram and the first-order phase transitions". Physical Review B. 92 (22): 224512. arXiv:1404.3519. Bibcode:2015PhRvB..92v4512Y. doi:10.1103/PhysRevB.92.224512. ISSN1098-0121.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
Hackett, Jennifer (22 February 2016). "Curious Crystal Dances for Its Symmetry". scientificamerican.com. Scientific American. Diarsipkan dari versi asli tanggal 3 February 2017.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
