Согласно первому закону термодинамики, вечные двигатели, работающие без какой-либо потери или получения энергии, невозможны. Но в начале 2017 года физики создали структуры — кристаллы времени — которые бросили вызов этому утверждению.[1]
Кристаллы времени стали первыми в мире примерами нового состояния материи — «неравновесного» — при котором атомы имеют переменную температуру и никогда не находятся в тепловом равновесии друг с другом. Кристаллы времени имеют атомную структуру, которая повторяется не только в пространстве, но и во времени, что позволяет им поддерживать постоянные колебания без энергии. Это происходит даже в самом низком энергетическом состоянии, когда движение теоретически невозможно, потому что требует энергетических затрат.
Нарушают ли кристаллы времени законы физики? Технически нет. Сохранение энергии может быть определено только в системах с симметрией времени, при условии, что законы физики одинаковы везде и всегда. А кристаллы времени нарушают эту симметрию. Однако они не первые. Магниты также часто представляют как природные асимметричные объекты, потому что у них есть северный и южный концы.
Другая причина, по которой кристаллы времени не нарушают законов термодинамики, состоит в том, что они не полностью изолированы. Их нужно «подталкивать» время от времени — то есть прикладывать энергию извне, чтобы те начинали переключать свои состояния снова и снова. Возможные будущие применения кристаллов времени включают передачу и хранение информации в квантовых системах. Они могут сыграть решающую роль в квантовых вычислениях.