Mintis apie amžinąjį laikrodį, kuris laiką skaičiuotų net ir tuomet, kai visata nebeegzistuotų, jau seniai intriguoja mokslininkus. Tačiau iki šiol niekam nepavyko sugalvoti, kaip jį sukonstruoti.
Dabar mokslininkai pasiūlė eksperimentinį „erdvėlaikio kristalo“, kuris galėtų laiką skaičiuoti amžinai, projektą. Šis keturių dimensijų kristalas būtų panašus į įprastus 3D kristalus – darinius, tokius kaip snaigės ar deimantai, kuriuose atomai išsidėstę pasikartojančiomis struktūromis. Tačiau deimantų periodinė struktūra yra trijų dimensijų, o erdvėlaikio kristalas pasikartotų ne tik laike, bet ir erdvėje, rašo LiveScience.com.
Pirmą kartą 4D erdvėlaikio kristalo idėją šiais metais pasiūlė Masačusetso technologijų instituto fizikas Frankas Wilczekas, tačiau ji buvo vien teorinė. Vis dėlto tyrėjų, vadovaujamų Xiang Zhang iš Kalifornijos Lawrence`o Berkeley nacionalinės laboratorijos, komanda sugalvojo, kaip jį pagaminti iš tiesų.
„Mintis sukurti kristalą, turintį daugiau dimensijų nei įprastiniai 3D kristalai, yra svarbus konceptualus proveržis fizikoje. Labai džiaugiamės būdami pirmieji, sugalvoję būdą, kaip erdvėlaikio kristalą paversti realybe“, – teigė Berkeley laboratorijos fizikas Tongcang Li, tyrimų grupės vadovas.
X. Zhang su kolegomis siūlo, kad erdvėlaikio kristalą būtų galima sukonstruoti naudojant elektros lauką, kuris sugautų krūvį turinčius atomus (vadinamus jonais) ir pasinaudojant natūralia stūma tarp dviejų vienodą krūvį turinčių dalelių (teigiamo ir teigiamo krūvio bei neigiamo ir neigiamo krūvio), taip vadinama Kulono stūma.
„Elektros laukas padeda krūvį turinčias daleles išlaikyti vietoje, o Kulono stūma verčia jas spontaniškai suformuoti erdvinį žiedinį kristalą“, – aiškino X. Zhang.
„Pridėjus silpną statinį magnetinį lauką, šis žiedo formos jonų kristalas pradės suktis ir niekada nesustos. Nuolatinis sugautų jonų sukimasis sukuria laikinį išsidėstymą, o tai veda prie erdvėlaikio kristalo susidarymo žemiausioje kvantinės energijos būsenoje“, – teigė mokslininkas.
Kitaip tariant, mokslininkai bandytų sukurti krūvį turinčių dalelių žiedą, kuriame susidariusios elektromagnetinės jėgos priverstų struktūrą nuolat judėti. Žemiausioje kvantinės energijos būsenoje sistemoje nėra netvarkos arba entropijos, be to, nėra būdų, kaip entropija galėtų išaugti bėgant laikui. Taigi kristalo laikina struktūra ir gebėjimas sekti laiką išliktų net ir tuomet, kai visata pasiektų termodinaminės pusiausvyros būklę ir pereitų į entropiją.
Tyrėjai savo sumanymą apibūdino žurnale „Physical Review Letters“ pasirodžiusiame straipsnyje.
