Bildtext: Selfmade Alun Crystal. Vikt 5,01g Källa: JanDerChemiker via wikimedia commons
Termodynamikens andra lag säger att alla isolerade system går mot entropi. Vårt universum kommer en dag att nå ett tillstånd där all energi är jämnt fördelad och inte längre kan upprätthålla rörelse eller liv. En grupp fysiker har spekulerat i att en enhet som kallas 'rymdtidskristall' teoretiskt sett skulle kunna fortsätta att fungera som en dator även efter universums värmedöd. Problemet var att de inte hade någon aning om hur man bygger en rymd-tidskristall, förrän nu.
Kristaller är uppbyggda av återkommande mönster av atomer eller molekyler, de är symmetriska i rymden och i sitt lägsta energitillstånd. De är resultatet av att ta bort all energi från ett system (som iskristaller som bildas när värme tas bort) Nobelprisvinnande fysikern Frank Wilczek vid Massachusetts Institute of Technology spekulerade i att symmetrin hos sådana kristallina strukturer skulle kunna existera i den fjärde dimensionen av tid såväl som i rymden. Atomerna i en tidskristall skulle ständigt rotera och återgå till sin ursprungliga plats och eftersom de var i sitt lägsta möjliga energitillstånd skulle de fortsätta att rotera även efter att universum har fallit under för entropin. Ett sådant upprepat rörelsemönster kräver vanligtvis energi men nu tror en grupp forskare vid University of Michigan i Ann Arbor och Tsinghua University i Peking, ledd av Tongcang Li vid University of California, Berkeley att de har utarbetat hur man skapar en sådan kristall i dess lägsta energitillstånd som visar detta upprepande mönster, eller periodiska struktur, i både rum och tid, en rum-tid-kristall.
De föreslår att man bygger en jonfälla, som håller laddade partiklar på plats med hjälp av ett elektriskt fält. Jonerna stöter bort varandra naturligt på grund av Coulomb-avstötning och bildar en ringformad kristall som kan fås att rotera genom att applicera ett svagt statiskt magnetfält. Om du sedan tar bort det elektriska fältet kommer jonerna att fortsätta rotera av sig själva. Detta bryter inte mot några fysiklagar, det är inte en evighetsmaskin eftersom ingen energi kan tas ut ur systemet, den kan inte utföra något arbete trots att den rör sig. Den största utmaningen för att bygga kristallen kommer att vara behovet av att få temperaturerna nära absolut noll.
Rymdtidskristallers periodicitet gör dem till naturliga klockor. Wilczek föreslår att man bygger en dator från en arbetstidskristall, med olika rotationslägen som står för nollorna och ettorna för en konventionell dator. En sådan dator skulle kunna överleva universums eventuella värmedöd. Det finns bara en liten hake, men som Tongcang Li medger 'vi fokuserar på en rymd-tidskristall som kan skapas i ett laboratorium, så du måste komma på en metod för att göra ett laboratorium som kan överleva i värmedöden av universum.'
Läs mer här