传统的晶体是三维的固体结构，它们由原子或分子相互重复地连接在一起。比较常见的案例是水冰，盐以及雪花。结晶是当一个分子系统失去能量，直到其达到较低的能量态时呈现的结果。在低能态的某个点上，连续的空间对称将会被打破，此时晶体显示离散的对称性，也就意味着其结果不再在各个方向上对称，而仅仅在局部方向上保持对称，Tongcang Li是张翔研究团队的成员，博士后研究员，他说：“在过去的数十年间，在低维度晶体材料的研究方面取得了重大进展，如二维石墨烯，一维的纳米碳管，还有零维的巴基球。而设计一种超越传统3维的晶体是物理学中的一项重要理论突破，我们很荣幸能成为首个提出如何去实际制造出一个时空晶体的研究团队。”
正如当连续的空间对称对打破之后3维晶体将会以最低量子能态形式呈现一样，当这种情况发生时，时空晶体的时间组成也将呈现类似的反应。根据张翔，李彤昌以及团队中其他同事们的设计，这一由被捕获的离子构成的空间环状体呈现的永久性自旋会导致其周期性地在时间中复制自身，从而形成一个以普通空间晶体形式呈现的，对原时空晶体的时间模拟体。由于其在时间和空间两方面中都拥有周期性构造，我们得到的是一个时空晶体。李彤昌表示：“时空晶体看起来就像一个永动机，乍一看似乎不太可能。”他说：“你必须牢记，即便是一个超导体，甚至一个普通的金属环，只要位于合适的环境条件下，当其呈现量子基态时它都可以支持持续的电子流。不过当然了，金属中的电子流缺乏空间序列，因此不能被用来构建时空晶体。
