Mikroskopické konzervy věčného pohybu

Podstatou úvahy Franka Wilczeka z Massachusettské techniky, nositele Nobelovy ceny za rok 2004, a Alfreda Shapereho z Univerzity v Kentucky, je možnost existence základních stavů u některých velmi malých systémů.

Co je základní stav?

Z kvantové teorie plyne, že každý systém má stav s nejnižší nenulovou energií, který je stabilní. Některé fyzikální systémy se v tomto stavu budou projevovat periodickým vnitřním mechanickým pohybem - částice v nich budou během času opisovat uzavřené dráhy, jakési smyčky či orbity. Autoři tyto systémy nazvali “časovými krystaly”, podle analogie s běžnými prostorovými krystaly.

V prostorových krystalech se jistá struktura nebo hodnoty veličin opakují periodicky v prostoru. V časovém krystalu se hodnoty analogicky opakují v závislosti na čase.

Pohyb bez energie

Na celé myšlence je důležité, že v tomto časovém krystalu se vykonává a udržuje pohyb bez nutnosti dodávání vnější energie. Co by se nám v makroskopickém světě právem zdálo nemožné a pro co má věda název perpetuum mobile, v mikroskopickém světě patrně možné bude. Chybí zde totiž ekvivalent různých sil tření, které v našem makroskopickém světě jakýkoliv pohyb tlumí a brzdí. V mikrosvětě panují poněkud jiné zákony.

Autoři ve svých článcích netvrdí, že takové mikrosystémy nebo nanosystémy v přírodě nyní skutečně existují. Avšak jejich výpočty ukazují, že něco takového půjde v principu sestrojit, pokud naše technologie dostatečně pokročí. Takový pokrok by pak měl velmi výrazné následky pro naše hospodaření s energií. Již dnes se vlastnostem takových systémů blíží např. některé supravodivé materiály. Teď už zbývá zjistit, které zatím neobjevené materiály a struktury by mohly při sestrojení časových krystalů pomoct.

Zdroje: Physorg.com, Life's Little Mysteries