Nieuws

‘Kristallen’ computer blijft altijd bestaan


Vele duizenden miljarden jaren in de toekomst. Het einde der tijden is aangebroken. Het universum is koud en donker; alle energie is in de vorm van warmte verloren gegaan. Toch is er nog een lichtpuntje: een ‘kristallen’ computer waarvan de atomen eeuwig blijven ronddraaien, en dat zonder hulp van energie. Wetenschappers hebben zich nu voorgesteld hoe zo’n ruimtetijdkristal zou kunnen werken.

Kristallen zijn structuren waarvan de atomen netjes gerangschikt zijn in een regelmatig terugkerend patroon. Dat patroon ontstaat doordat het de minste hoeveelheid energie vergt. Begin dit jaar opperde theoretisch natuurkundige Frank Wilczek dat een kristal zichzelf ook zou kunnen herhalen in de vierde dimensie: tijd. Op die manier krijg je een ruimtetijdkristal.

In zo’n kristal zouden de atomen in een constant herhalend patroon roteren, en dat bij de laagst mogelijke energie. Maar wanneer ons heelal volledige warmtedood ondergaat, zoals hierboven beschreven, zouden zelfs de rotaties van atomen onmogelijk zijn. Dat overtreedt namelijk de wetten van de thermodynamica. Maar wetenschappers onder leiding van Tongcang Li bedachten een manier waarop een tijdruimtekristal toch zo kunnen worden gemaakt.

Ten eerste heb je een ionenval nodig: een apparaat dat geladen deeltjes met behulp van een elektrisch veld vasthoudt. Bij extreem lage temperaturen zullen die deeltjes zich, omdat ze elkaar afstoten, in een ringvorm organiseren. Vervolgens wordt er een zwak magnetisch veld op de deeltjes los gelaten, waardoor ze gaan roteren. Vervolgens zorgt de kwantummechanica ervoor dat de deeltjes bij zulke lage temperatuur (dicht bij het absolutie nulpunt van -273 graden Celsius) geen elektrisch en magnetisch veld meer nodig hebben. Een echt ruimtetijdkristal is geboren.

De onderzoekers suggereren verder dat de twee manieren van roteren kunnen leiden tot het aannemen van de standen ‘0’ en ‘1’ van een computer. Samen met verschillende soorten geladen deeltjes en meerdere ringstructuren kan er dan een echte computer worden gebouwd die het eind der tijden kan overleven. Maar daarop zal het nog wel even wachten zijn.

Follow Faqtman on Twitter