Quantenphysik 22.09.2025, 12:00 Uhr

Zeitkristalle bilden sich dort, wo niemand es erwartet

Ein rätselhaftes Quantenphänomen taucht genau dort auf, wo niemand damit gerechnet hätte.

Zeitkristalle

Unerwartete Mechanismen: Wie Korrelationen Zeitkristalle stabilisieren.

Foto: TU Wien

Die Natur liebt Rhythmen: Jahreszeiten entstehen, weil die Erde um die Sonne kreist, und das Ticken einer Uhr hängt vom Pendel ab. Meistens kommen solche Rhythmen also von außen – durch etwas, das immer wieder Energie liefert.

Aber Rhythmen können auch ganz von selbst entstehen, ohne externen Taktgeber. Wenn viele Teilchen miteinander interagieren, kann aus dem scheinbaren Chaos ein regelmäßiger Takt entstehen – ein sogenannter „Zeitkristall“.

Aus Chaos wird Rhythmus

Neue Berechnungen der TU Wien zeigen, dass Zeitkristalle auf viel ungewöhnliche Weise entstehen können, als man dachte. Sogar die quantenphysikalischen Verbindungen zwischen den Teilchen, die man früher für störend hielt, können die Kristalle stabil machen.

Wenn eine Flüssigkeit gefriert, passiert etwas Spannendes: Die Teilchen, die vorher wild durcheinanderwirbelten, ordnen sich plötzlich zu einem Kristall. Plötzlich stehen sie an festen, regelmäßigen Plätzen – aus Chaos wird Struktur. Eine Flüssigkeit sieht überall gleich aus und ist vollkommen symmetrisch. Ein Kristall hingegen bricht diese Symmetrie: Es gibt plötzlich eine Richtung oder ein Muster, das sich von allem anderen unterscheidet.

Lesen Sie auch:

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
TUTOGEN Medical GmbH-Firmenlogo
Leitung Qualitätsmanagement international / Sachkundige Person (m/w/d) TUTOGEN Medical GmbH
Neunkirchen am Brand Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Fachingenieur für Streckenplanung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur für Streckenplanung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
DFS Deutsche Flugsicherung-Firmenlogo
Produktmanager (w/m/d) für Systementwicklung iCAS DFS Deutsche Flugsicherung
Langen bei Frankfurt Zum Job 
WBS TRAINING AG-Firmenlogo
Schweißlehrer:in für WIG, MIG/MAG und E-Hand (m/w/d) WBS TRAINING AG
Dresden Zum Job 
TenneT TSO-Firmenlogo
Parametrierer Stationsleittechnik (m/w/d) TenneT TSO
Audorf, Stockelsdorf Zum Job 
M.E. SCHUPP Industriekeramik GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur/in - Technische Projektierung / Presales Engineering (m/w/d) mit Schwerpunkt keramische Hochtemperatur-Isolationstechnik M.E. SCHUPP Industriekeramik GmbH
Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Automatisierungstechniker (m/w/d) im Bereich Sondermaschinenbau Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG
Sengenthal bei Neumarkt in der Oberpfalz Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) für die Projektleitung von Lärmschutz- und Brückenbauwerken Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg Zum Job 
Duale Hochschule Baden-Württemberg (DHBW)-Firmenlogo
Professur für Business Analytics (m/w/d) Duale Hochschule Baden-Württemberg (DHBW)
Stuttgart Zum Job 
Jungheinrich Aktiengesellschaft-Firmenlogo
Tech Lead (m/w/d) Electric Powertrain / Elektromotoren Jungheinrich Aktiengesellschaft
Norderstedt Zum Job 
Gemeinnützige Gesellschaft der Franziskanerinnen zu Olpe mbH (GFO)-Firmenlogo
Bauingenieur oder Projektmanager (m/w/d) Bau & Technik Gemeinnützige Gesellschaft der Franziskanerinnen zu Olpe mbH (GFO)
Dinslaken, Troisdorf, Hilden, Olpe, Bonn, Langenfeld Zum Job 
GOLDBECK West GmbH-Firmenlogo
Architekt / Bauingenieur als Sales Manager (m/w/d) für schlüsselfertige Gewerbeimmobilien Schwerpunkt Kundenberatung und Planungskoordination GOLDBECK West GmbH
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Serielle Sanierung & GU-Projekte Allbau Managementgesellschaft mbH
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Arbeitsvorbereiter Fertigungssteuerung (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
TenneT TSO-Firmenlogo
OT Security Engineer (m/w/d) TenneT TSO
Audorf, Stockelsdorf Zum Job 
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF-Firmenlogo
Projektleitung - Neubau Reinraum (all genders) Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Schmoll Maschinen GmbH-Firmenlogo
Konstruktionsingenieur / Maschinenbautechniker (m/w/d) Schwerpunkt Maschinen- & Anlagenbau Schmoll Maschinen GmbH
Rödermark Zum Job 
Immobilien Management Essen GmbH (IME)-Firmenlogo
(Senior) Projektkoordinator (m/w/d) Hochbau & Stadtentwicklung Immobilien Management Essen GmbH (IME)
RINGSPANN GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur (m/w/d) als Produkt-Account-Manager Antriebskomponenten/Bremsen RINGSPANN GmbH
Bad Homburg Zum Job 

Und so haben sich Forschende wohl gefragt: Kann so etwas nicht auch in der Zeit passieren? Kann ein Quantensystem zuerst völlig ungeordnet sein, bei dem jeder Moment dem anderen gleicht – und sich dann trotzdem ein regelmäßiger „Takt“ ausbilden?

Zeitkristalle trotz Zufallsfluktuationen

„Diese Frage wird in der Quantenforschung seit über zehn Jahren intensiv untersucht“, wird Felix Russo vom Institut für Theoretische Physik der TU Wien in einer Pressemitteilung zitiert. Er forscht im Team von Prof. Thomas Pohl an seiner Doktorarbeit. Tatsächlich gibt es Zeitkristalle – Systeme, die ihren eigenen Rhythmus entwickeln, ganz ohne äußeren Takt.

„Allerdings dachte man, dass das nur in ganz bestimmten Systemen möglich ist, etwa in Quantengasen, deren Physik gut durch Mittelwerte beschrieben werden kann, ohne dass man die in der Quantenphysik unvermeidlichen Zufallsfluktuationen berücksichtigen muss“, sagte Felix Russo. „Wir haben nun gezeigt: Gerade die quantenphysikalischen Korrelationen zwischen den Teilchen, von denen man bisher dachte, dass sie das Entstehen von Zeitkristallen verhindern, können Zeitkristalle hervorbringen.“

Die komplexen Quanten-Wechselwirkungen der Teilchen führen zu einem gemeinsamen Verhalten, das sich nicht aus den einzelnen Teilchen erklären lässt, genaus so, wie Rauch von einer erloschenen Kerze manchmal zu regelmäßigen Wirbeln tanzt, ohne dass jemand den Rhythmus vorgibt.

Felix Russo sagte, dass sie ein zweidimensionales Gitter aus Teilchen untersuchen, die von Laserstrahlen festgehalten werden. Dabei habe sich gezeigt, dass das Gitter plötzlich zu schwingen beginne – alles durch die Quanten-Wechselwirkungen zwischen den Teilchen.
Die Forschung gebe außerdem die Chance, Quanten-Vielteilchensysteme besser zu verstehen und könnte den Weg zu neuen Quantentechnologien oder besonders präzisen Messmethoden in der Quantenwelt ebnen.

Hier geht es zur Originalpublikation

Ein Beitrag von:

  • Alexandra Ilina

    Alexandra Ilina ist Diplom-Journalistin (TU-Dortmund) und Diplom-Übersetzerin (SHU Smolensk) mit mehr als 20 Jahren Berufserfahrung im Journalismus, in der Kommunikation und im digitalen Content-Management. Sie schreibt über Karriere und Technik.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.