Frank Wilczek Nobel-díjas fizikus szerint lehetséges a természetben a perpetuum mobile létezése – sőt, nemsokára akár létre is hozhatjuk.
A természetben az anyagok egyik legközönségesebb megjelenési formája a kristályos szerkezet. A kristályok közös jellemzője, hogy bennük az atomok meghatározott sorrendben ismétlődnek a tér mindhárom irányába. Amellett, hogy igen tetszetős alakzatokat képesek létrehozni, a mindennapi életünkbe is visszavonhatatlanul beférkőztek – gondoljunk csak a számítógépek tranzisztoraira, vagy az LCD képernyőre.
Wilczek új tanulmányában kifejti, hogy létezhetnek olyan kristályok is, amik ismétlődő mozgást végeznek mindenféle, a környezettel történő energiacsere nélkül. Hasonló mozgást végez például az óra mutatója, ami folyamatosan vándorol körbe-körbe – azzal a nem elhanyagolható különbséggel, hogy az óramutató mozgatásához külső energiaforrás szükséges. Wilczek szerint a fizika törvényei engedik az ilyen örökmozgók létezését.
Rengeteg típusa lehetséges az időkristálynak. A legegyszerűbb, amikor csak kormozgást végez, de lehetnek bonyolultabbak is, amik a tér három dimenziójában végeznek folyamatosan mozgást – közös jellemzőjük, hogy periodikusan visszatérnek a kiindulópontjukra. A kristályok legfontosabb tulajdonsága, hogy ugyanúgy minimális energiaszintű állapotban léteznek, mint a közönséges kristályok, csak eközben mozgást is végeznek.
Általában az örökmozgók létezését tiltják a természet törvényei, pontosan azért, mert nincsenek az alapállapotukban, így az energiájuk folyamatosan csökken a mozgás során. Az időkristályok energiája megmarad, ugyanis eleve energiaminimumon vannak. Az egyetlen újdonság az ilyen kristályokkal kapcsolatban, hogy úgy léteznek minimális energián, hogy közbe mozognak.
A tanulmány szerint az időkristályok léte természetes következménye a szimmetriasértésnek. Elmondható, hogy a tér és az idő szimmetrikus. Mit is jelent ez? A tér egy tetszőleges pontján, tetszőleges időpillanatban elvégzünk egy kísérletet, majd tetszőlegesen kis idővel később, tetszőlegesen kis távolsággal arrébb újra elvégezzük a kísérletet. Mindkét esetben ugyanazt az eredményt kapjuk.
A kristályok azonban ennél kevésbé szimmetrikusak. Például ha veszünk egy gyémántkristályt, és röntgensugárral vizsgáljuk, a gyémántot nem mozdíthatjuk el tetszőlegesen kis távolságban, mert az megváltoztatná a vizsgálat eredményét. A kristályokat mindig csak a kristályszerkezet által meghatározott távolságokkal mozdíthatjuk el úgy, hogy a kísérlet eredménye ne változzon. Mivel a kristályok kevésbé szimmetrikusak, mint a tér 'szimmetriát sértenek'. Azonban, ha léteznek a térszimmetriát sértő kristályok, létezhetnek időszimmetriát sértő kristályok is. Wilczek kidolgozta az ilyen kristályok matematikáját.
Ahogy a természetben előfordulhatnak tökéletlen kristályok, úgy létezhetnek tökéletlen időkristályok is. Jellemzőjük, hogy majdnem ciklikusan mozognak, így nagyon hosszú időn át, nagyon kis mennyiségű energiát sugároznak ki. Azt ugyan még nem tudják, mire lehetne használni, de már keresik az előállításuk módját. Illetve próbálják kitalálni, honnan tudják majd, hogy időkristályt látnak.
Forrás: livescience.com
Utolsó kommentek