Teorikai mano, kad jei kristalai egzistuoja trimatėje erdvėje, tai tie patys kristalai gali egzistuoti ir laike.
Simetrija yra viena iš pagrindinių šiuolaikinės fizikos sąvokų. Tai peržengia įprastos erdvinės simetrijos ribas ir, paprastai tariant, susideda iš tam tikrų sistemos savybių veikimo išsaugojimo esant tam tikroms transformacijoms.
Pavyzdžiui, kad ir kaip sistema būtų orientuota erdvėje, jai toliau veikia impulso išsaugojimo dėsnis - taip pasireiškia erdvės simetrija. Panašiai, transformuojant (transliuojant) sistemos laiką, pasireiškia energijos išsaugojimo dėsnis. Apskritai, remiantis Noetherio teorema, tam tikras išsaugojimo dėsnis atitinka kiekvieną simetrijos tipą. Ją galima suformuluoti ir atvirkščiai, simetriškai: išsaugojimo dėsniai yra pagrindinės simetrijos pasekmė.
Tačiau yra žinoma keletas atvejų ir kad Visata neturi simetrijos, o tai, atrodo, išplaukia iš kai kurių fizinių dėsnių ir principų. Šis reiškinys yra žinomas kaip savaiminis simetrijos laužymas: asimetrinės galutinės būsenos atsiranda sistemoje, kurią apibūdina simetriški dėsniai ir tenkina simetriškas pradines sąlygas.
Ryškiausias simetrijos pavyzdys yra gerai pažįstami kristalai su labai tvarkingu dalelių išdėstymu. Be to, patį tirpalo kristalizacijos procesą galima pavadinti labai ryškiu savaiminės simetrijos lūžio pavyzdžiu. Tirpale dalelės yra išdėstytos chaotiškai, o visa sistema yra minimalaus energijos lygio. Dalelių sąveika yra simetriška sukimosi ir žirklių atžvilgiu. Tačiau po to, kai skystis kristalizuojasi, atsiranda būsena, kurioje abi šios simetrijos yra pažeistos: kristalų dalelių sąveika nėra simetriška.
Kristalai ir jų erdvinė simetrija yra gerai ištirti - tačiau tik neseniai dirbę JAV mokslininkai Alas Shapere'as ir Nobelio premijos laureatas Frankas Wilczekas svarstė, ar tokių periodiškai sutvarkytų struktūrų formavimasis ne erdvėje, o laike, struktūros, kurio formavimosi metu įvyksta tas pats savaiminis simetrijos lūžis. Mokslininkai priėjo teigiamą atsakymą į šį klausimą - ir visai nenuostabu, kad jie tokias struktūras pavadino „laiko kristalais“.
Kompleksinių matematinių skaičiavimų pagalba autoriai parodė sistemos egzistavimo minimaliu energijos lygiu galimybę, kuri dėl tam tikrų periodinių struktūrų susidarymo ne erdvėje, o laike pasiektų asimetrinę galutinę būseną - patį „laiko kristalą“. Arčiau mums esančio lygio tai gali pasireikšti periodiškų tam tikrų sistemos termodinaminių savybių pokyčių forma.