Временной кристалл напоминает вечные часы: его атомы сами собой совершают ритмичные движения. В обычных часах маятник толкает пружина или батарейка, а здесь движение возникает без подвода энергии — система просто возвращается к исходному состоянию через равные промежутки. Эту идею выдвинул Фрэнк Вильчек в 2012 году. Если в пространственном кристалле атомы застыли в регулярной решётке, то здесь повторяется во времени не положение, а характер движения.

В эксперименте учёные поместили облако атомов, охлаждённых до сверхнизкой температуры, между двумя зеркалами. При таких условиях атомы сливаются в единый квантовый объект — конденсат Бозе-Эйнштейна, похожий на одну огромную частицу. Свет, запертый в зеркальной ловушке, взаимодействовал с этим облаком, и оно самопроизвольно начало «тикать» — то сжиматься, то расширяться. Исследователи улавливали вылетающие из ловушки частицы света — фотоны — и, применяя фотометрию (измерение интенсивности света) и спектроскопию (анализ спектрального состава), определяли ритм колебаний. У каждого типа временного кристалла оказался свой характерный световой почерк — словно разные часы отбивают время по-своему. Хотя это похоже на вечный двигатель, кристалл не нарушает физических законов: он не вырабатывает энергию, а просто существует в неизменном пульсирующем состоянии.