I teorici credono che se i cristalli esistono nello spazio tridimensionale, allora gli stessi cristalli possono esistere nel tempo.
La simmetria è uno dei concetti fondamentali nella fisica moderna. Va ben oltre la consueta simmetria spaziale e, in termini semplici, consiste nel preservare l'azione di alcune proprietà del sistema sotto certe trasformazioni.
Ad esempio, indipendentemente da come il sistema sia orientato nello spazio, la legge di conservazione della quantità di moto continua a funzionare per esso: è così che si manifesta la simmetria dello spazio. In modo simile, quando si trasforma (trasmettendo) il tempo per il sistema, si manifesta la legge di conservazione dell'energia. In generale, in accordo con il teorema di Noether, una certa legge di conservazione corrisponde a ciascun tipo di simmetria. Può essere formulato, e viceversa, simmetricamente: le leggi di conservazione sono una conseguenza della simmetria fondamentale.
Tuttavia, sono noti numerosi casi e che l'Universo non mostra simmetria, che, a quanto pare, deriva da alcune leggi e principi fisici. Questo fenomeno è noto come rottura spontanea di simmetria: gli stati finali asimmetrici compaiono in un sistema descritto da leggi simmetriche e che soddisfano condizioni iniziali simmetriche.
L'esempio più eclatante di simmetria sono i cristalli familiari con la loro disposizione altamente ordinata di particelle. Inoltre, il processo di cristallizzazione della soluzione stessa può essere definito un esempio molto lampante di rottura spontanea della simmetria. In una soluzione, le particelle sono disposte in modo caotico e l'intero sistema è a un livello di energia minimo. Le interazioni tra le particelle sono simmetriche rispetto alle rotazioni e alle cesoie. Tuttavia, dopo che il liquido si è cristallizzato, appare uno stato in cui entrambe queste simmetrie sono interrotte: l'interazione tra le particelle nel cristallo non è simmetrica.
I cristalli e la loro simmetria spaziale sono ben studiati, ma solo di recente, lavorando negli Stati Uniti, i ricercatori Al Shapere e il premio Nobel Frank Wilczek hanno riflettuto se la formazione di tali strutture ordinate periodiche sia possibile non nello spazio, ma nel tempo, strutture., durante la cui formazione si verifica la stessa rottura spontanea di simmetria. Gli scienziati sono giunti a una risposta positiva a questa domanda e non sorprende affatto che abbiano chiamato tali strutture "cristalli temporali".
Con l'aiuto di complessi calcoli matematici, gli autori hanno mostrato la possibilità dell'esistenza di un sistema a un livello di energia minimo, che, a causa della formazione di alcune strutture periodiche non nello spazio, ma nel tempo, giungerebbe a uno stato finale asimmetrico - il vero "cristallo del tempo". A un livello più vicino a noi, questo può manifestarsi sotto forma di cambiamenti periodici in alcune proprietà termodinamiche del sistema.
