1: 2015/06/23(火) 23:04:19.78 ID:???.net
カリフォルニア大学バークレー校博士課程の渡辺悠樹大学院生と東京大学の押川正毅教授は、マサチューセッツ工科大学のフランク・ウィルチェック教授が2012年に理論的に提案した「時間結晶(time crystal)」という物質の新しい状態について、実現が不可能であることを数学的に証明した。

ダウンロード


結晶は、一定の条件のもとで、原子の集まりが自発的に空間的なパターンを作り規則正しく並んでいる状態であるが、相対性理論によれば時間と空間は完全に別のものではないため、原子の集まりが時間方向に自発的にパターンを作る可能性も考えられる。

今回の研究では、統計力学により導かれる安定な物質の状態(平衡状態)で巨視的な物理量の時間相関関数を評価し、厳密な不等式を用いてこれが時間的に振動することはないことを数学的に証明した。

続きはソースで

なお、この内容は「Physical Review Letters」に掲載される予定(オンライン版:6月24日、雑誌版6月26日)。論文タイトルは、「Absence of Quantum Time Crystals」。
http://www.zaikei.co.jp/article/20150623/255682.html

画像
時間結晶の概念を示す図。リングの中で粒子が回っているとすると、例えば時計の位置における粒子の密度は時間と共に周期的に変化する。このような状態が自発的に生じれば時間結晶の例になるが、今回の研究では、そのようなことが統計力学の原理に従うとありえないことを証明した。
(東京大学の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015062319012170big.jpg

プレスリリース:「時間結晶」が不可能であることの証明
~ノーベル賞物理学者の新理論を明確に否定~
http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20150622.pdf

引用元: 【物理】「時間結晶(タイム・クリスタル)」が実現できないことが数学的に証明される

スポンサーリンク
4: 2015/06/23(火) 23:10:47.66 ID:9lThOKl0.net
オレの中二心がくすぐられる

6: 2015/06/23(火) 23:16:02.46 ID:gXb/b+8p.net
>統計力学の原理
こんなの特異点では通じない古典原理ではないか、

ブラックホールの中では確率論はまったく無意味でナンセンスな原理である。

14: 2015/06/23(火) 23:32:58.68 ID:e3TiFfuV.net
地球人類程度の科学力では
まだ時間結晶を扱うのは早いからな

15: 2015/06/23(火) 23:36:59.89 ID:u99Q4A6W.net
「四次元の時空間結晶、実際に作れる」バークレー研究所が作製方法を提起
http://sustainablejapan.net/?p=2526

これと同じ物。実際に作れるって話になってたのになあ

30: 2015/06/24(水) 00:04:45.92 ID:9EUa7QoF.net
>>15

ありがとう。さっきよりは分かったような気分になれた。

36: 2015/06/24(水) 00:17:04.70 ID:8hKpCJMN.net
>>15
>例えば、摩擦ゼロの状態で永久に円運動を続け
>る粒子は時間方向に結晶化していると見ること
>ができる。


電気抵抗ゼロの状態で、電子が永久に(少なくとも一万年以上)動き続ける
超伝導結晶のリングはどうなる?
これは実験でも確認されてるぞ

54: 2015/06/24(水) 01:25:13.18 ID:WDs9l8lf.net
>>36
超伝導リング中の電流は時間変動しないと考えると反例としては当てはまらないのでは

55: 2015/06/24(水) 01:28:35.96 ID:8hKpCJMN.net
>>54
リングで局所的には電流密度の増減はあるはずだから
時間変化はないといっても良いのか?

61: 2015/06/24(水) 01:54:09.19 ID:r2RE5Eez.net
>>55
電子が原子核の周りを人工衛星のようには「回っていない」のと同じで、
点粒子がリングの中を回っている訳ではないから、これ
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015062319012170big.jpg
の例にはならんと違うか。

85: 2015/06/24(水) 07:55:07.89 ID:nBk2IJjJ.net
>>61
電子軌道はたとえばp軌道みると空間的に繰り返してるよね
これも(空間)結晶と言えるのだろうか

だとしたら電磁波は時間的に振動してるわけだけどもそれは時間結晶とも言えそうな気がする
さらにいうと粒子でも零点振動は消せないからこれも時間結晶といえるんじゃないだろうか

問題は自発的に生じるかどうかなんだけど零点振動ってもともとエネルギーが0でつまりエントロピー最大なんだからむしろまんま時間結晶と言えそうな気がするよ

16: 2015/06/23(火) 23:38:16.71 ID:q0Qva7fu.net
まぁ、まだ3次元~4次元の間をうろついている我々では、解明できなかったということなのかもな

19: 2015/06/23(火) 23:41:36.97 ID:efohE3jo.net
科学的に神を立証したようなものだよ
神でなくとも何らかのエネルギーをさ・・

20: 2015/06/23(火) 23:44:21.65 ID:spNVrFq9.net
こんなSF小説の小ネタみたいなもんを
真剣に・・・

21: 2015/06/23(火) 23:47:07.13 ID:efohE3jo.net
>>20
みんな生命が意味ある物なのか問い続けてんだろ

23: 2015/06/23(火) 23:50:15.66 ID:HBGtzqld.net
時間結晶って、微細な永久機関だっけ?

25: 2015/06/23(火) 23:58:43.83 ID:BFid5tLh.net
クリスタル内の時間を操作できることだね
アボカドの追熟に使えそう

26: 2015/06/24(水) 00:01:14.48 ID:0MON/7+y.net
ファイナルファンタジーで採用されそうなネタだ

32: 2015/06/24(水) 00:06:32.55 ID:vdrSzNXa.net
時間は人間の脳が作り出す概念で、一方結晶は物自体である。
概念と物がくっつくことはありえないのである。

33: 2015/06/24(水) 00:07:19.79 ID:8hKpCJMN.net
閉じた超伝導のコイルに電流を流すと
電流(電子)は>>1の図のように永久に回り続けるわけだが
これは自発的に起こらないから良いのか?

34: 2015/06/24(水) 00:08:10.53 ID:jwRroHmo.net
『相対性理論によれば時間と空間は完全に別のものではない』
この定義に間違いあり、って事だよね。

38: 2015/06/24(水) 00:31:43.86 ID:0uoiTbt1.net
>>34
時間と空間が等価なら、
時間方向の結晶ができるつーんだろうが
これができないなら等価じゃないってことかね
そう安直でもないと

39: 2015/06/24(水) 00:33:25.48 ID:PhZKuWxt.net
これは極低温にしてエントロピーが増えない状態を維持できたら
四次元時空に粒子が結晶状に並ぶはず、というのが実際には不可能
なことを数学的に証明したってことじゃないの?
つまり、時間が経過したらどうしたってエントロピーは増えると

45: 2015/06/24(水) 00:43:03.67 ID:8aN/3AIa.net
>>39
基底状態でエネルギー0にしてもなお量子ゆらぎが残るから
結局時間が経つとだんだん乱れが溜まるってことかね

41: 2015/06/24(水) 00:34:15.96 ID:8hKpCJMN.net
統計力学は量子統計力学の近似理論なわけだが
量子統計力学ではどうなるのか全く分からんな
巨視的な相関関数とあるので、少なくとも量子相関は使っていないように思える
より厳密な理論を使わないと微妙じゃねえか
超伝導、超流動(量子相関の範疇)なんか使えばできそうな気もするが

96: 2015/06/24(水) 11:29:16.33 ID:m231RFU3.net
>>41
少なくとも量子力学的な細工がないと実現不能であることは証明したことになるんじゃないのかな。
論文が正しければ。

101: 2015/06/24(水) 12:33:29.59 ID:WaH5fTfA.net
>>96
「 統計力学に従う限り 」という条件を強調しているからそうなんだろうね。

42: 2015/06/24(水) 00:36:25.35 ID:kyso8YYx.net
統計力学の原理に従うかぎり
空間と時間とは異なるものだという事か
うーむ、深いような当たり前のような・・・
そもそも俺には統計力学がよく分からん

46: 2015/06/24(水) 00:47:49.97 ID:9WFLhun1.net
統計力学と相対性理論は相性悪そうだな

53: 2015/06/24(水) 01:18:10.76 ID:8hKpCJMN.net
時間についてはいまだに分かってないから研究する価値は大いにあると思うが
今回の研究は統計力学(おそらく量子は度外視)に従う限りとの条件付き
極限状態になって統計力学が通用しなくなった場合については何も言っていない
量子もつれで時空生成もそうだが
証明されたというのは誇張ではないか

81: 2015/06/24(水) 07:11:56.50 ID:Q2kyETGK.net
>>53
統計力学の基礎は今のところ破れたことのないもっとも堅牢なものだよ

非平衡状態が平衡状態を前提とした式に従わないことは当たり前だしな。
また、非平衡統計力学もある

59: 2015/06/24(水) 01:51:44.16 ID:h6VrFk0s.net
X線結晶構造解析だと、結晶は三次元空間で周期的な電子密度関数として扱ったり
するけど、時間結晶はそれの時間軸版ということになるのかな。

外から何のエネルギーも与えなくても、構造が周期的に変わるような物質って
ことになるのか?

65: 2015/06/24(水) 02:21:57.32 ID:ERz2reEg.net
時間軸方向に周期的な運動は存在しないと言うことか
でも、重力の二体問題なんかは
天体の運動は完全に時間軸に周期的な運動だけどね
マクロな系だと別に構わないということかな

66: 2015/06/24(水) 02:28:09.63 ID:jy404r5Z.net
>>1.
低次元から見れば、多様な振る舞いを数式にしたって、確率にしかならんのでは?
高次の1はこちらの世界の多量の振る舞い。
多様な振る舞いの確率から高次の1を求めるは難解というか…
確率のママ=矛盾だらけ。

52: 2015/06/24(水) 01:18:03.93 ID:AJRhfXx2.net
よく解らないんだが
俺に彼女ができることとどっちが難しいんだ