Bildunterschrift: Selbstgemachter Alaunkristall. Gewicht 5,01 g Quelle: JanDerChemiker über Wikimedia Commons
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass alle isolierten Systeme in Richtung Entropie gehen. Eine Gruppe von Physikern hat spekuliert, dass ein Gerät, das als "Raum-Zeit-Kristall" bezeichnet wird, 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 im Raum symmetrisch und in ihrem niedrigsten Energiezustand. Sie sind das Ergebnis der Entfernung der gesamten Energie aus einem System (wie Eiskristalle, die sich beim Abführen von Wärme bilden). 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 sowohl der Zeit als auch des Raumes. Die Atome in einem Zeitkristall würden sich ständig drehen und an ihren ursprünglichen Ort zurückkehren, und in ihrem niedrigstmöglichen Energiezustand würden sie sich weiter drehen, selbst nachdem das Universum der Entropie erlegen ist. Solch ein sich wiederholendes Bewegungsmuster erfordert normalerweise Energie, aber jetzt glauben eine Gruppe von Wissenschaftlern an der Universität von Michigan in Ann Arbor und der Tsinghua-Universität in Peking, angeführt von Tongcang Li an der Universität von Kalifornien, Berkeley, sie hätten herausgefunden, wie man eine solche schafft Kristall in seinem niedrigsten Energiezustand, der dieses sich wiederholende Muster oder diese periodische Struktur sowohl räumlich als auch zeitlich zeigt, ein Raum-Zeit-Kristall.
Sie schlagen vor, eine Ionenfalle zu bauen, die geladene Teilchen mithilfe eines elektrischen Feldes 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 zum Drehen gebracht werden kann. Wenn Sie dann das elektrische Feld entfernen, drehen sich die Ionen von selbst weiter. Dies verstößt nicht gegen physikalische Gesetze, es ist keine Perpetual-Motion-Maschine, da dem System keine Energie entzogen werden kann und es keine Arbeit leisten kann, obwohl es sich bewegt. Die größte Herausforderung beim Aufbau des Kristalls wird die Notwendigkeit sein, 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 erzeugt werden kann. Sie müssen also eine Methode finden, um ein Labor herzustellen, das im Hitzetod überleben kann des Universums."
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