ここで言う「振り子」とは、実は量子の世界での“時間結晶”という特別な状態を持つ集団のことです。

通常、物理系はエネルギーを与えつづけてもいずれ落ち着いてしまう(安定状態に落ちる)のですが、時間結晶は外から“手拍子”のようにレーザーで常に駆動してやると、いつまでも振動(揺れ)を保ち続けるのです。

そこで研究者たちは“止まらない振り子”が二つをつなげて、振動自体を“エネルギーをしまうポケット”にできないかと考えました。

通常の電池は、「プラス極とマイナス極のあいだにある電位差」という“空間的な構造”を使ってエネルギー(電子の位置)を貯めています。

一方、時間結晶電池では、いわば「時間のなかで変化する量子的リズム」がエネルギーをためる役割を果たします。

ここは少し抽象的で難しいのですが、研究で「振動している」と表現されるものは実は量子そのものではなく量子の状態になります。

時間結晶と呼ばれる系では、見た目で“物体が物理的に揺れ動く”わけではなく量子を特徴付ける物理的性質(スピンの向きや超伝導状態などの量子状態)が周期的に変化するのです。

物理的に何かが動いていなくても、量子力学的な観測量(内部自由度)が周期的に変動し続けているわけです。

そのため時間結晶は空間的に何かをためることなく「時間的に変動する量子状態のリズムそのもの」にエネルギーが乗り続け、そこから必要に応じてエネルギーを取り出すイメージになります。

市販の化学電池のように電子が内部を動くのではなく、量子そのものにある時間的リズム変動の中にエネルギーを閉じ込めているとも言えます。

実際の調査にあたっては、理論シミュレーションを行い、二種類の充電パターンを試しました。

1つは両方の時間結晶に同時にレーザーを当てる(=両方の振り子に定期的に力を加える)場合、そしてもう1つは片方だけにレーザーを当てると、そこからもう一方へとエネルギーやリズムが“伝染”し、二つ目の振り子も後から振動を始める場合です。