诺曼·姚和时间的结晶。它听起来像是好莱坞的，但与电影或电视无关(尽管事实上，时间晶体在最近的《星际迷航:发现》(Star Trek Discovery)中出现过)。Yao是艺术与科学学院新任命的物理学教授，研究原子、分子、光学物理以及凝聚态和量子信息科学。作为一名本科生和研究生院校友，姚在接受Gazette采访时谈到了回到哈佛、物理学以及他为什么认为时间晶体有点迷人。为了清晰和长度，采访经过了编辑。
Q&
诺曼·姚
宪报:在加入加州大学伯克利分校物理系之前，你在该学院完成了本科学业，并于2014年完成了博士学位。回来的感觉如何?
姚:我感到了巨大的能量和兴奋。在某种程度上，这很熟悉，因为我在这同样的走廊里走过了九年，无论是本科还是研究生。与此同时，能与我的许多顾问和导师在同一个部门工作，也让我感到非常谦卑——他们是我一直敬仰的人，是他们深深塑造了我成为一名科学家。
现在我回来了，我希望重新点燃的一些最令人惊讶的联系实际上不在物理系。作为一个例子，我希望这不会让他太尴尬，Roger Fu，他现在是地球和行星科学系的一名教员，我和他在格林诺大学一年级的时候住在一起。他是“摇滚迷”，而我是“物理学迷”。现在，我们都成功地回到了教师的岗位，我们实际上是在一起做研究!这些天来，每当我在校园里走一走，这种“绕一圈”的感觉就在我的骨髓里根深蒂固。
你是怎么对物理感兴趣的?
姚:我对物理的兴趣和道路真的是由我有幸学习的那些人塑造的。高中时，我有一位杰出的物理老师——已故的迈克尔·吉尔摩先生。无论是对教学的热情还是对学生的关爱，他都是一个巨人。在大学里，我第一学期选修了一门叫物理的课程。授课老师是霍华德·格奥尔基，他至今仍是系里的骨干。我想说，也许最重要的是，这门课让我想要探索物理学家这一职业。霍华德非常强调研究物理的协作性大家一起研究物理总是会更有趣。这个咒语在我心里萦绕了很长时间。
在研究方面，我的本科生涯是幸运的。我在大一的时候就加入了(马林克洛特物理和应用物理教授)戴夫·韦茨的软凝聚态实验小组，从此再也没有离开过。我的研究重点是重组生物聚合物网络的流变学，但戴夫塑造了我科学的方方面面:他花了几个小时教我如何问“正确的”问题，如何像物理学家一样分析数据，以及如何写科学论文。我的研究生生涯同样受到了(乔治·瓦斯默·莱弗里特物理学教授)米沙·卢金的眷顾。在那里，我迈出了进入量子领域的第一步，并一直沿着那条研究之路走到今天。
宪报:你几乎研究了量子的所有方面——从超冷量子气体和量子模拟到验证量子优势——但你必须告诉我们关于时间晶体的事情。它们是什么，它们像听起来那么酷吗?
姚:关于时间晶体的现代研究主要集中在一类特定的系统上，即那些周期性振动或驱动的系统。当一个物理系统摇动时——想想果冻——该系统的特性典型地模拟了潜在晃动的频率。在果冻的例子中，这仅仅意味着它晃动的速度和被晃动的速度是一样的。时间晶体则不同。它们的抖动要复杂得多发生的频率是原始抖动频率的一小部分。为了更好地理解这个问题，也为了让大家理解为什么它很奇怪，我再举一个例子。想象三个孩子在玩跳绳。两个在摆动绳子——把这看作是周期性的驱动——第三个在跳跃。跳绳者的分数频率响应，例如，对应于她只在绳子绕一圈的时候跳一次——这显然是行不通的!
关于时间晶体的另一件奇怪的事情是，这种现象可以发生在封闭的多体系统中。所谓封闭，我指的是一个不会向外部环境损失或消耗能量的系统。我所说的多体，是指由许多相互作用的粒子组成的系统。在这种情况下，时间晶体会令人惊讶的原因是，任何周期性振动的系统都应该吸收能量，如果系统不能失去这些能量，它就会慢慢升温。这种加热是所谓的遍历性的一个具体例子，最终应该会导致时间晶体融化。利用这种加热的语言，时间晶体的魔力建立在找到一个复杂的物理系统的基础上，这个系统设法逃避能量的吸收，尽管它被周期性地震动。
现在来回答这个棘手的问题。有多酷?很难说，但《星际迷航》确实觉得它很酷!更严肃地说，我确实认为时间晶体可能是一个更广泛的现象的最简单的例子，也就是说，只有在不处于热平衡的系统中才会出现物质的新阶段。我觉得这很酷。
宪报:你之前说过，这些人真的影响了你在物理学方面的职业生涯。有什么建议可以激励别人呢?
让地方塑造科学，这是我从一位出色的同事那里得到的建议。退后一步，调查正在进行的研究的广阔前景，这是非常重要的，在系级和机构级都是如此。然后问下面的问题:我带来了什么工具或专业知识，当与持续的努力相结合时，将允许我们回答最困难的科学问题或在自然界最深刻的谜题上取得进展?
文章旨在传播新闻信息，原文请查看https://news.harvard.edu/gazette/story/2022/05/new-harvard-faculty-member-studies-time-crystals/