Bildtext: Självgjord aluminiumkristall. Vikt 5,01 g Källa: JanDerChemiker via wikimedia commons
Den andra termodynamiklagen säger att alla isolerade system går mot entropi. En grupp fysiker har spekulerat i att en enhet som kallas en 'rymdtidskristall' teoretiskt kan fortsätta att fungera som en dator även efter universums värmedöd. Problemet var att de hittills inte hade någon aning om hur man skulle bygga en rymdtidskristall.
Kristaller består av upprepande mönster av atomer eller molekyler, de är symmetriska i rymden och i deras lägsta energitillstånd. De är resultatet av att ta bort all energi från ett system (som iskristaller som bildas när värmen tas bort) Nobelpristagande fysiker Frank Wilczek vid Massachusetts Institute of Technology spekulerade i att symmetri för sådana kristallstrukturer kan existera i den fjärde dimensionen både tid och rymd. Atomerna i en tidskristall skulle ständigt rotera och återgå till sitt ursprungliga läge och, i sitt lägsta möjliga energitillstånd, skulle de fortsätta att rotera även efter att universum har undergått för entropi. Ett sådant upprepande rörelsemönster kräver vanligtvis energi men nu en grupp forskare vid University of Michigan i Ann Arbor och Tsinghua University i Peking, ledd av Tongcang Li vid University of California, Berkeley tror att de har arbetat ut hur man skapar en sådan kristall i sitt lägsta energitillstånd som visar detta upprepande mönster, eller periodisk struktur, både i rymden och i tiden, en rymdtidskristall.
De föreslår att man bygger en jonfälla som håller laddade partiklar på plats med ett elektriskt fält. Jonerna stöter naturligtvis varandra på grund av Coulomb-avstötning och bildar en ringformad kristall som kan få rotation genom att applicera ett svagt statiskt magnetfält. Om du sedan tar bort det elektriska fältet, fortsätter jonerna att rotera av sig själva. Detta bryter inte med fysiklagar, det är inte en evig rörelsesmaskin eftersom ingen energi kan tas ut ur systemet, det kan inte göra något arbete även om det rör sig. Den viktigaste utmaningen att bygga kristallen kommer att vara behovet av att få temperaturen nära absoluta noll.
Rymdtidskristallernas periodicitet gör dem till naturliga klockor. Wilczek föreslår att man bygger en dator från en arbetstidskristall, med olika rotationstillstånd som står i 0 och 1 på en konventionell dator. En sådan dator skulle kunna överleva universums eventuella värmedöd. Det finns emellertid bara en liten snag, som Tongcang Li medger ”vi fokuserar på en rymdtidskristall som kan skapas i ett laboratorium, så du måste ta reda på en metod för att göra ett laboratorium som kan överleva i värmedödet av universum. ”
Läs mer här
