Perpetuum Mobile "Zeit Kristalle" bestehen können, sagt der Physiker

Aus Diamanten, Schneeflocken, Salz sind Kristalle in der Natur. Die Anordnung der Atome in geordneten, nicht wiederkehrende Muster in allen drei räumlichen Dimensionen erweitern einfach schön anzusehen machen; Kristalle sind auch wichtige Komponenten der Technologien von elektrischen Transistoren auf LCD-Bildschirmen. In bahnbrechende neue Forschung, Nobel-ausgezeichnete Physiker Frank Wilzcek macht geltend, dass "Zeit Kristalle," bewegte Strukturen, die in regelmäßigen Abständen zu, in der vierten Dimension wiederholen gibt es auch.

Ein Zeit-Kristall wäre ein physisches Objekt, dessen Bestandteile in ein sich wiederholendes Muster zu bewegen. Denken Sie an ein Kaleidoskop, dessen funkelnde Bits auf Schleife ewig wirbeln, oder eine Uhr, deren Stundenzeiger rundet eine 360-Grad drehen, alle 12 Stunden. Aber im Gegensatz zu Uhren oder andere gemeinsame Objekte mit beweglichen Teilen, würde Zeit Kristalle für immer aus eigener Kraft laufen – Perpetuum mobile Geräte gemäß den Gesetzen der Physik.

Diese bizarren Objekten haben nie zuvor konzipiert wurden, aber Wilczek, ein theoretischer Physiker am Massachusetts Institute of Technology und Sieger von 2004 den Nobelpreis für Physik für seine Arbeiten über die starke Kernkraft, denkt sie entweder bereits existieren in der Natur oder könnte bald konstruiert werden.

Viele Arten von Zeit Kristalle sind möglich. "Die einfachste Realisierung irgendein System, dessen Geometrie es ermöglicht, in einem Kreis bewegen und nach einer gewissen Zeit an der gleichen Stelle vorbeikommen, würde," sagte Wilczek die Geheimnisse des Lebens wenig. Eine komplizierte Konfiguration könnte eine Sammlung von Atomen bewegt sich flüssig in drei Dimensionen, aber alle in regelmäßigen Abständen zu ihren Ausgangspunkten zurück.

Das charakteristische Merkmal eines Kristalls Zeit Wilczek sagt, ist, dass es sich bewegt ohne Verzehr oder vergießen keine Energie. Stattdessen ist es in einem stabilen, minimale Energie Zustand, ebenso wie Diamanten und anderen konventionellen Kristalle sind. Trotzdem ist es auch in einem Zustand ständiger Bewegung. [Album: Visualisierungen der Unendlichkeit]

Im Gegensatz zu Perpetuum Mobile sagte Wilczek, Zeit Kristalle nicht das Gesetz der Energieerhaltung verletzen würde. "In der Regel werden Perpetuum Mobile verbannt, weil sie nicht in ihren Grundzustand, so dass ihre Energie aufgewendet wird, wie sie sich bewegen und sie schließlich laufen. In Zeit Kristalle ist Energie konserviert, weil nichts weggenommen wird. Die Neuheit ist, dass in diesen Objekten die Energie die minimale Konfiguration hat, aber die Geschwindigkeit [der Atome im Objekt] nicht Null sind,"sagte er.

So argumentiert in seinem neuen Vortrag, folgen Zeit Kristalle als eine natürliche Folge der nennen Physiker "Zeit Symmetrie zu brechen." Es funktioniert wie folgt: überall dort, wo Sie im Raum sind, und wo immer Sie in der Zeit sind, Physik funktioniert auf dieselbe Weise. Laufen Sie einige Tests ein Physikexperiment einrichten könnte, dann das Setup holen Sie ab und verschieben Sie es eine willkürlich kleine Entfernung in eine beliebige Richtung, oder warten Sie einen beliebig kleinen Betrag der Zeit, und führen Sie die Tests erneut. Sie erhalten die gleichen Ergebnisse in allen, die der Test ausgeführt wird. Raum und Zeit sollen so perfekt symmetrisch sein.

Kristalle, müssen auf der anderen Seite festgelegten Schritten damit ihre Gitterwerk Struktur identisch angezeigt werden, und für experimentelle Untersuchungen der Kristalle zu den gleichen Ergebnissen verschoben werden. Wenn zum Beispiel Sie ein Diamant-Gitter verschoben, damit seine Atome nur zur Hälfte an die Stelle verschoben wo die benachbarten Atome verwendet werden, das Gitter wäre nicht ganz das gleiche Aussehen, und der Kristall würde nicht Röntgenstrahlen in den gleichen Mustern streuen.

So, weil sie etwas weniger als der Raum selbst symmetrisch sind, "brechen Diamanten" die Symmetrie des Raumes. Wilzcek die große Erkenntnis ist, dass Kristalle, die die Symmetrie der Zeit brechen dürfen auch bestehen. Und zwei neue Papiere, wirkte sich die Mathematik zu beweisen. [5 ernst irrsinnig Mathe Fakten]

Normale Kristalle sind häufig unvollkommen und Wilzcek denkt es könnte möglich sein, zu entdecken oder einen unvollkommene Zeit Kristall zu bauen – ein Objekt, das in einer fast zyklische bewegt sich Art und Weise ist aber leicht off-Kilter, in einer Weise, dass es strahlen Energie, sehr langsam, für eine extrem lange Zeit. Wahre Ortszeit Kristalle auch möglicherweise existieren in der Natur und im Labor realisierbar sein dürften, sagte er.

Sie scheinen würde zu werden spektakulär sein nutzlos, es ist zu früh zu sagen, was sie würde verwendet für.

"Die aktuelle Untersuchung soll einheitliche theoretische Möglichkeiten finden. Dann, wenn Natur freundlich ist und einen Sinn für Humor hat, ein Zeit-Kristall irgendwo, zeigen", sagte Wilzcek. "Um Experimentatoren zu erleichtern, möchten wir führen Sie die Suche, indem zunächst alle darauf hindeutet, welche Materialien werden könnte, besonders vielversprechend, und zweitens, scoping-out wie Sie wissen vielleicht, wenn du ihn siehst."

Wilzcek legte seine Argumente in einem Paar von Papieren auf arXiv.org, von denen des Physikers Alfred Shapere von der University of Kentucky mitverfasst wurde 12 Februar veröffentlicht. Die Autoren möchten ihre Arbeit, Physical Review Letters in den kommenden Tagen einreichen. (In der Zwischenzeit Zeitschriften für die Erlaubnis, die bemerkenswerte Zeitungen veröffentlichen fordern sie.)

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