Theoretiker glauben, dass wenn Kristalle im dreidimensionalen Raum existieren, dieselben Kristalle zeitlich existieren können.
Symmetrie ist eines der Grundkonzepte der modernen Physik. Es geht weit über die Grenzen der gewöhnlichen räumlichen Symmetrie hinaus und besteht in einfachen Worten darin, die Wirkung bestimmter Eigenschaften des Systems unter bestimmten Transformationen beizubehalten.
Unabhängig davon, wie das System im Raum ausgerichtet ist, gilt für ihn weiterhin das Gesetz der Impulserhaltung - so manifestiert sich die Symmetrie des Raums. In ähnlicher Weise manifestiert sich bei der Transformation (Rundfunk) der Zeit für das System das Gesetz der Energieeinsparung. Im Allgemeinen entspricht gemäß dem Satz von Noether ein bestimmtes Erhaltungsgesetz jeder Art von Symmetrie. Es kann symmetrisch formuliert werden und umgekehrt: Erhaltungssätze sind eine Folge grundlegender Symmetrie.
Es ist jedoch eine Reihe von Fällen bekannt, und das Universum weist keine Symmetrie auf, was sich anscheinend aus einigen physikalischen Gesetzen und Prinzipien ergibt. Dieses Phänomen ist als spontanes Brechen der Symmetrie bekannt: Asymmetrische Endzustände treten in einem System auf, das durch symmetrische Gesetze beschrieben wird und symmetrische Anfangsbedingungen erfüllt.
Das auffälligste Beispiel für Symmetrie sind die bekannten Kristalle mit ihrer hochgeordneten Anordnung der Partikel. Darüber hinaus kann der Kristallisationsprozess der Lösung selbst als ein sehr auffälliges Beispiel für ein spontanes Brechen der Symmetrie bezeichnet werden. In einer Lösung sind die Partikel chaotisch angeordnet und das gesamte System befindet sich auf einem minimalen Energieniveau. Die Wechselwirkungen zwischen Partikeln sind symmetrisch in Bezug auf Rotationen und Scheren. Nachdem die Flüssigkeit kristallisiert ist, erscheint jedoch ein Zustand, in dem diese beiden Symmetrien gebrochen sind: Die Wechselwirkung zwischen Partikeln im Kristall ist nicht symmetrisch.
Kristalle und ihre räumliche Symmetrie sind gut untersucht - aber erst kürzlich haben die Forscher Al Shapere und Nobelpreisträger Frank Wilczek in den USA darüber nachgedacht, ob die Bildung solcher periodisch geordneter Strukturen nicht in räumlichen, sondern in zeitlichen Strukturen erfolgt, während dessen Bildung das gleiche spontane Symmetriebrechen auftritt. Wissenschaftler haben diese Frage positiv beantwortet - und es ist keineswegs überraschend, dass sie solche Strukturen "Zeitkristalle" nannten.
Mit Hilfe komplexer mathematischer Berechnungen zeigten die Autoren die Möglichkeit der Existenz eines Systems auf einem minimalen Energieniveau, das aufgrund der Bildung bestimmter periodischer Strukturen nicht im Raum, sondern in der Zeit zu einem asymmetrischen Endzustand gelangen würde - dem eigentlichen "Kristall der Zeit". Auf einer uns näheren Ebene kann sich dies in Form periodischer Änderungen bestimmter thermodynamischer Eigenschaften des Systems manifestieren.
