Kristaller av tid
Fysikens grundläggande lagar är kopplade till symmetrier och fenomen som bryter symmetrierna. Nu får symmetribrotten en ny dimension att spela med. Nyckeln har fått det vackra namnet tidskristall.
En kristall är ett material som upprepar sig enligt ett regelbundet mönster. Atomerna sitter ordnade i rader och plan. Det ser välordnat ut, men kristallen är faktiskt mindre symmetrisk än ett helt oordnat material. Mönstret breder ut sig längs bestämda riktningar, och upprepas på vissa regelbundna avstånd. En gas eller vätska, där smådelarna är blandade huller om buller, ser däremot likadan ut från alla håll och på varje punkt i materialet, och är därför helt symmetrisk.
I fysiken är tiden också en dimension. För några år sedan började fysiker fundera på om det kan finnas någon företeelse som bryter symmetrin i tiden, på samma sätt som kristaller gör i rummet. Sådana fenomen kallas för tidskristaller.
Två olika forskarlag har nyligen lyckats tillverka tidskristaller.
Den ena gruppen gjorde [den första tidskristallen](http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7644/full/nature21413.html) i en kedja av joniserade atomer. Jonerna har en inbyggd egenskap som kallas spinn, som ger dem en riktning på samma sätt som magneter. Spinnen i kedjan påverkar varandra. Forskarna kan sedan knuffa på kedjan med en laser som vänder jonernas spinn, och mäta på hur kedjan svarar på det. De ser då ett tydligt mönster i tiden det tar för spinnen att svänga tillbaka. Svängningen bildar en sorts underton till den pådrivande laserpulsen, och svänger alltså med en egen frekvens, precis som teorin hade förutsagt.
– Att få samma ton eller övertoner är inte särskilt svårt, säger fysikern Jonas Kjäll på Stockholms universitet. Vad som är nytt är att forskarna har lyckats skapa ett system som har mindre tidssymmetri än den pålagda tidssymmetrin, som en underton. Systemet bryter tidssymmetrin spontant.
Mönstret som uppstår är stabilt i tiden och motstår störningar. Det tas som ännu ett tecken på att experimentets jonkedja faktiskt blivit en tidskristall.
Ett annat forskarlag arbetade samtidigt med en helt annan teknik, och framställde [en tidskristall i en diamant](http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7644/full/nature21426.html). Att fenomenet kan visa sig i olika skepnader stöder att tidskristallerna är en verkligt grundläggande upptäckt.
Symmetribrott ligger till grund för att förstå sådant som fasövergångar och [partiklar och krafter](http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/index.html). Fram till nu har tiden varit en dimension utan kända symmetribrott, men upptäckten av tidskristaller ger fysiken en helt ny typ av fenomen att utforska.
