Bildunterschrift: Selbstgemachter Alaunkristall. Gewicht 5,01g Quelle: JanDerChemiker über wikimedia commons
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass alle isolierten Systeme in Richtung Entropie gehen. Unser Universum wird eines Tages einen Zustand erreichen, in dem alle Energie gleichmäßig verteilt ist und weder Bewegung noch Leben mehr aufrechterhalten kann. Eine Gruppe von Physikern hat spekuliert, dass ein Gerät namens „Raum-Zeit-Kristall“ theoretisch auch nach dem Hitzetod des Universums als Computer weiterarbeiten könnte. Das Problem war, dass sie bis jetzt keine Ahnung hatten, wie man einen Raum-Zeit-Kristall baut.
Kristalle bestehen aus sich wiederholenden Mustern von Atomen oder Molekülen, sie sind symmetrisch im Raum und in ihrem niedrigsten Energiezustand. Der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Physiker Frank Wilczek vom Massachusetts Institute of Technology spekulierte, dass die Symmetrie solcher kristalliner Strukturen in der vierten Dimension existieren könnte der Zeit als auch im Raum. Die Atome in einem Zeitkristall würden ständig rotieren und an ihren ursprünglichen Ort zurückkehren und würden sich in ihrem niedrigsten Energiezustand weiterdrehen, selbst wenn das Universum der Entropie erlegen ist. Solch ein sich wiederholendes Bewegungsmuster erfordert normalerweise Energie, aber jetzt glaubt eine Gruppe von Wissenschaftlern der University of Michigan in Ann Arbor und der Tsinghua University in Peking unter der Leitung von Tongcang Li von der University of California in Berkeley, dass sie herausgefunden haben, wie man ein solches Kristall in seinem niedrigsten Energiezustand, der dieses sich wiederholende Muster oder die periodische Struktur sowohl in Raum als auch in Zeit zeigt, ein Raum-Zeit-Kristall.
Sie schlagen vor, eine Ionenfalle zu konstruieren, die geladene Teilchen mithilfe eines elektrischen Felds an Ort und Stelle hält. Die Ionen stoßen sich aufgrund der Coulomb-Abstoßung auf natürliche Weise ab und bilden einen ringförmigen Kristall, der durch Anlegen eines schwachen statischen Magnetfelds in Rotation versetzt werden kann. Wenn Sie dann das elektrische Feld entfernen, drehen sich die Ionen von selbst weiter. Das verstößt gegen keine physikalischen Gesetze, es ist kein Perpetuum Mobile, da dem System keine Energie entzogen werden kann, es kann keine Arbeit verrichten, obwohl es sich bewegt. Die größte Herausforderung beim Bau des Kristalls wird darin bestehen, die Temperaturen nahe an den absoluten Nullpunkt zu bringen.
Die Periodizität der Raum-Zeit-Kristalle macht sie zu natürlichen Uhren. Wilczek schlägt vor, einen Computer aus einem Arbeitszeitkristall zu bauen, wobei verschiedene Rotationszustände für die Nullen und Einsen eines herkömmlichen Computers stehen. Ein solcher Computer wäre in der Lage, den eventuellen Hitzetod des Universums zu überleben. Es gibt jedoch nur einen kleinen Haken, wie Tongcang Li zugibt: „Wir konzentrieren uns auf einen Raum-Zeit-Kristall, der in einem Labor hergestellt werden kann, also müssen Sie eine Methode finden, um ein Labor zu bauen, das den Hitzetod überleben kann des Universums.'
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