Billedtekst: Selvlavet Alum Crystal. Vægt 5,01 g Kilde: JanDerChemiker via wikimedia commons
Den anden lov om termodynamik siger, at alle isolerede systemer går mod entropi. En gruppe fysikere har spekuleret i, at en enhed, der kaldes en 'rumtidskrystall', teoretisk set kunne fortsætte med at arbejde som en computer, selv efter universets varmedød. Problemet var, at de indtil nu ikke anede, hvordan de skulle bygge en rumkrystall.
Krystaller består af gentagne mønstre af atomer eller molekyler, de er symmetriske i rummet og i deres laveste energitilstand. De er resultatet af at fjerne al energien fra et system (som iskrystaller, der dannes, når varmen fjernes). Nobelprisvindende fysiker Frank Wilczek ved Massachusetts Institute of Technology spekulerede i, at symmetrien i sådanne krystallinske strukturer kunne eksistere i den fjerde dimension både tid og rum. Atomerne i en tidskrystall ville konstant rotere og vende tilbage til deres oprindelige placering, og når de var i deres lavest mulige energitilstand, ville de fortsætte med at rotere, selv efter at universet er bukket under for entropi. Et sådant gentaget bevægelsesmønster kræver normalt energi, men nu mener en gruppe forskere ved University of Michigan i Ann Arbor og Tsinghua University i Beijing, ledet af Tongcang Li ved University of California, Berkeley, de har fundet ud af, hvordan man skaber en sådan krystal i sin laveste energitilstand, der viser dette gentagne mønster, eller periodiske struktur, både i rum og tid, en rum-tidskrystall.
De foreslår at konstruere en ionfælde, der holder ladede partikler på plads ved hjælp af et elektrisk felt. Ionerne frastøder hinanden naturligt på grund af Coulomb-frastødelse og danner en ringformet krystal, der kan få dem til at rotere ved at anvende et svagt statisk magnetfelt. Hvis du derefter fjerner det elektriske felt, fortsætter ionerne med at rotere af sig selv. Dette er ikke i strid med fysiske love, det er ikke en evig bevægelsesmaskine, da der ikke kan tages energi ud af systemet, det kan ikke udføre noget arbejde, selvom det bevæger sig. Den største udfordring med at opbygge krystallen vil være behovet for at bringe temperaturerne tæt på absolut nul.
Perfekt-krystallernes periodicitet gør dem til naturlige ure. Wilczek foreslår at bygge en computer fra en arbejdstidskrystall med forskellige roterende tilstande, der står i for 0'erne og 1'erne på en konventionel computer. En sådan computer ville være i stand til at overleve universets eventuelle varmedød. Der er dog kun en lille hage, som Tongcang Li indrømmer “vi fokuserer på en rumtidskrystall, der kan oprettes i et laboratorium, så du er nødt til at finde ud af en metode til at fremstille et laboratorium, der kan overleve i varmedøden af universet. ”
Læs mere her
