Teoreticienii cred că dacă cristalele există în spațiul tridimensional, atunci aceleași cristale pot exista în timp.
Simetria este unul dintre conceptele fundamentale din fizica modernă. Ea depășește cu mult simetria spațială obișnuită și, în termeni simpli, constă în păstrarea acțiunii anumitor proprietăți ale sistemului sub anumite transformări.
De exemplu, indiferent de modul în care sistemul este orientat în spațiu, legea conservării impulsului continuă să funcționeze pentru acesta - așa se manifestă simetria spațiului. În mod similar, la transformarea (difuzarea) timpului, legea conservării energiei se manifestă pentru sistem. În general, în conformitate cu teorema lui Noether, o anumită lege de conservare corespunde fiecărui tip de simetrie. Poate fi formulat și invers, simetric: legile de conservare sunt o consecință a simetriei fundamentale.
Cu toate acestea, sunt cunoscute o serie de cazuri și că Universul nu prezintă simetrie, ceea ce, s-ar părea, rezultă din unele legi și principii fizice. Acest fenomen este cunoscut sub numele de rupere spontană a simetriei: stările finale asimetrice apar într-un sistem descris de legi simetrice și care îndeplinesc condiții inițiale simetrice.
Cel mai izbitor exemplu de simetrie îl constituie cristalele familiare, cu dispunerea lor foarte ordonată a particulelor. Mai mult, procesul de cristalizare a soluției în sine poate fi numit un exemplu foarte izbitor de rupere spontană a simetriei. Într-o soluție, particulele sunt aranjate haotic și întregul sistem se află la un nivel minim de energie. Interacțiunile dintre particule sunt simetrice față de rotații și forfecare. Cu toate acestea, după ce lichidul a cristalizat, apare o stare în care ambele simetrii sunt rupte: interacțiunea dintre particulele din cristal nu este simetrică.
Cristalele și simetria lor spațială sunt bine studiate - dar doar recent lucrând în SUA cercetătorii Al Shapere și laureatul premiului Nobel Frank Wilczek s-au gândit dacă formarea unor astfel de structuri periodice ordonate este posibilă nu în spațiu, ci în timp, structurile, în timpul căruia se formează aceeași rupere spontană a simetriei. Oamenii de știință au ajuns la un răspuns pozitiv la această întrebare - și nu este deloc surprinzător faptul că au numit astfel de structuri „cristale de timp”.
Cu ajutorul unor calcule matematice complexe, autorii au arătat posibilitatea existenței unui sistem la un nivel minim de energie, care, datorită formării anumitor structuri periodice nu în spațiu, ci în timp, ar ajunge la o stare finală asimetrică - chiar „cristalul timpului”. La un nivel mai apropiat de noi, acest lucru se poate manifesta sub forma unor modificări periodice ale anumitor proprietăți termodinamice ale sistemului.
