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첨단기술정보

시간 결정(time crystals)

전문가 제언: 뉴턴과 다빈치는 영구운동을 연금술로 치부하였지만, 오늘날 우리는 영구운동이 가능하다는 것을 알게 되었다. 그러나 영구진동은 또 다른 문제라 할 수 있으며, 현재는 시간과 ‘깨어진 대칭성(broken symmetry)’ 사이의 연관성에 대해 새로운 논쟁이 진행 중이다. 결정화 과정 중 물의 균질성과 등방성을 깨뜨려 에너지를 낮추는 눈송이는 ‘깨어진 대칭성’의 좋은 예이다. 이와 같이 자연적으로 깨어지는 대칭성은 시간의 균질성을 건드리지 않지만, 주기적으로 진동하는 시계들처럼 시간경과의 대칭성(time-translation symmetry)을 깨뜨리는 예들도 흔하다. 공간적 결정은 무한한 범위에 걸쳐 주기성을 가지고 전개된다. 그렇다면 시간적 주기성도 같은 방식으로 전개되는가? Wilczek 등(160401, 160402)과 Li 등(163001)은 Physical Review Letters 109(2012)권에 발표한 3개의 논문에서 시간결정(time crystal)이라는 새로운 개념을 탐구하며 그와 같은 질문을 던졌다.