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「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

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1: 野良ハムスター ★@\(^o^)/ 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。

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。
これは、統計力学に従う限り、「時間結晶」は実際には存在しないことを意味している。

渡辺氏と押川教授は、今回の研究成果について、「物理学の基礎の一つの前進であるとともに、私達の住む世界における時間と空間の意味を考える上でも重要な手がかりになる」としている。

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

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)

no title


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




3: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/06/23(火) 23:09:57.68 ID:JzpF+RtZ.net

なるほど、さっぱり分からん


4: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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。


10: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/06/23(火) 23:23:53.27 ID:j+gQp28u.net

ふむ、なるほど


よく分からん


13: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/06/23(火) 23:32:41.73 ID:q0Qva7fu.net

君は、刻の涙を見る


14: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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


36: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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

no title

の例にはならんと違うか。


62: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/06/24(水) 01:55:39.26 ID:WDs9l8lf.net

>>55
その時間変動が自発的に周期性を持たないと時間結晶とは言えないのでは
そういう例ってあるのかな


16: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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


22: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/06/23(火) 23:47:20.83 ID:3qa2THpP.net

要するに、「ザ ワールド!時は止まる」を実行するのは不可能ということか?


24: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 2015/06/23(火) 23:53:13.36 ID:efohE3jo.net

>>22
可能かもな?
なにせ時間がない世界とコンタクトとれる俺の出現が物語ってる


32: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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


42: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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


53: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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


26: 名無しのひみつ@\(^o^)/ 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



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コメント一覧

※ 1. 私は名無しさん  2015年06月24日 12:19 ID:dPhzoBxU0 ※このコメントに返信する※
(e/d)

量子力学を解ってる前提じゃないと
このハナシ、頭で想像することも出来ないからねwww


※ 2. あ  2015年06月24日 12:56 ID:85MostjJO ※このコメントに返信する※
(e/d)

エントロピーの制約でドメイン限定された時間結晶ではアカンのか?


※ 3. 私は名無しさん  2015年06月24日 13:24 ID:ch.8hx5k0 ※このコメントに返信する※
(e/d)

>>6
お前それPRLのエディタの前でも同じこと言えんの?


※ 4. な、  2015年06月24日 14:53 ID:QDEmYzg40 ※このコメントに返信する※
(e/d)

>>6
ブラックホールで統計力学が通用しないって誰かすでに示したの?


※ 5. 私は名無しさん  2015年06月24日 15:24 ID:vR4Y20ZW0 ※このコメントに返信する※
(e/d)

駄菓子屋とかで売ってたなこれ


※ 6. 私は名無しさん  2015年06月24日 17:16 ID:AAh3.1FQ0 ※このコメントに返信する※
(e/d)

イミフな提唱をしたら、他の奴に不可能と証明されたのは判った。
しかしタイムクリスタル自身の存在意義が不明w


※ 7.    2015年06月24日 17:55 ID:VhQK7LRq0 ※このコメントに返信する※
(e/d)

すげえ中二マインドを刺激するネーミングだよな。
永久機関や虚数の海、ダークマターを超える。
かろうじてシュレディンガーの猫が匹敵するくらいかなあ。

物理学的には存在しないはずの時間結晶(しかもペンダントとかアクセサリ化)を身につけた美少女とか、これからのラノベやエロゲには出てくると予想。


※ 8. 私は名無しさん  2015年06月24日 18:39 ID:Mx00e.ZG0 ※このコメントに返信する※
(e/d)

原子の模型として、陽子の周りを電子の粒が回っているわけだが、
それがどうしても納得できない
電子は粒なのか?
本当は粒ではないのだが、分かりやすく粒のように描いているの
ではないないのかな?


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