达姆施塔特的物理学家正在研究材料的老化过程。他们第一次测量了玻璃内部时钟的滴答声。在评估数据时，他们发现了一个令人惊讶的现象。
我们认为时间只有一个方向。谁见过杯子摔碎在地板上，然后又自发地重新组装起来?对物理学家来说，这并不是不言自明的，因为描述运动的公式与时间的方向无关。
举个例子，一个钟摆不受阻碍地摆动的视频，如果它倒着跑，看起来也是一样的。我们每天经历的不可逆性只能通过另一条自然法则——热力学第二定律来发挥作用。这表明系统中的无序度不断增长。然而，如果被打碎的杯子能够自己重新组装起来，混乱就会减少。
你可能会认为材料的老化就像玻璃的破碎一样是不可逆转的。然而，当研究玻璃或塑料中的分子运动时，达姆施塔特的物理学家现在发现，如果从某个角度来看，这些运动是时间可逆的。
达姆施塔特工业大学凝聚态物理研究所的Till B?hmer领导的研究小组在《自然物理学》上发表了他们的研究结果。
玻璃或塑料是由一团分子组成的。粒子一直在运动，导致它们一次又一次地滑到新的位置。他们一直在寻找一种更有利的能量状态，这种状态会随着时间的推移而改变材料的特性——玻璃老化。
然而，对于有用的材料，如窗玻璃，这可能需要数十亿年的时间。老化过程可以用所谓的“材料时间”来描述。想象一下:这种材料有一个内部时钟，它的滴答声与实验室墙上的时钟不同。材料的时间以不同的速度流逝，这取决于材料内部分子重组的速度。
然而，自从这个概念在大约50年前被发现以来，还没有人成功地测量过物质时间。现在，由Thomas Blochowicz教授领导的达姆施塔特的研究人员首次做到了这一点。
“这是一个巨大的实验挑战，”B?hmer说。分子的微小波动必须用超灵敏的摄像机记录下来。“你不能只是看着分子晃动，”Blochowicz补充道。
然而，研究人员确实注意到了一些事情。他们用激光照射玻璃样品。其中的分子会散射光线。散射的光束重叠在一起，在相机的传感器上形成了光斑和黑斑的混乱图案。统计方法可以用来计算波动如何随时间变化——换句话说，就是材料内部时钟的运行速度。“这需要极其精确的测量，只有使用最先进的摄像机才能做到，”Blochowicz说。
但这是值得的。丹麦罗斯基勒大学的研究人员对分子波动进行了统计分析，揭示了一些令人惊讶的结果。就物质时间而言，分子的波动是时间可逆的。这意味着，如果允许物质时间倒转，它们不会改变，就像钟摆的视频一样，向前和向后播放时看起来是一样的。
“然而，这并不意味着材料的老化可以逆转，”B?hmer强调说。相反，结果证实了材料时间的概念是正确选择的，因为它表达了材料老化的整个不可逆部分。它的滴答声体现了所讨论材料的时间流逝。
在这个时间尺度上，材料中其他任何移动的东西都不会导致老化。就像，打个比方，孩子们在汽车后座上玩耍，对汽车的运动没有贡献。
达姆施塔特大学的研究人员认为，这通常适用于无序材料，因为他们研究了两类材料——玻璃和塑料——并对一种模型材料进行了计算机模拟，得出了相同的结果。
物理学家们的成功仅仅是个开始。“这给我们留下了一大堆悬而未决的问题，”Blochowicz说。例如，在物质时间方面观察到的可逆性在多大程度上是由于自然物理定律的可逆性，或者内部时钟的滴答声对不同的材料有何不同，这些都有待澄清。
研究人员热衷于进一步研究，因此更多令人兴奋的发现可能就在前方。
