Se necesita la ubicación del hangar secreto para los nanobots sensibles a la entropía

Los picos de las montañas afiladas son la clave.

La entropía total de un sistema está dominada por la energía de Gibbs de sus átomos, a menos que uno dedique mucho tiempo a crear la estructura. Dado que estamos hablando de patrones naturales, supondremos que si existe alguna estructura, está muy por debajo de los efectos de la energía libre.

Dado que las unidades de energía libre de Gibbs son unidades de energía por mol de materia, es fundamental disminuir el número de moles de materia en el volumen especificado. El mejor de los casos es lanzarlo al espacio. El segundo mejor caso es tenerlo volando en el aire. En ambos casos, minimizamos el número de átomos en el volumen especificado. Sin embargo, ambos fallan en el objetivo del secreto.

Un pico de montaña afilado permitiría instalar el hangar de una manera que minimice la cantidad de materia sólida que debe estar en el volumen al garantizar que haya aire libre a su alrededor. Cuanto más agudo es el pico, menos materia sólida hay en el volumen y menor es nuestra entropía total.

Por supuesto, debo señalar que esta respuesta es específica para la pregunta que se hace y abusa de las lagunas como tales. Sin embargo, esta también es una respuesta conveniente para tratar de explorar soluciones reales. Cuando uno observa el intercambio de entropía entre el sistema y el hangar a través de interacciones, resulta que estar incrustado en granito frío es una solución ideal. El granito es muy estable.

Como beneficio adicional, si los nanobots están dispuestos a relajar la regla de no modificación, sería fácil comenzar a perforar debajo del hangar y reemplazar el granito con un material de muy baja entropía, como una estructura cristalina única y uniforme. Si uno dejara solo la capa exterior del granito, estos cambios serían indetectables.

Por lo tanto, los picos de las montañas funcionan bien para la pregunta tal como está redactada y son efectivos si uno desea utilizar consideraciones prácticas más típicas para construir un hangar altamente estable.

Apunto a lo más barato que se me ocurre que presente el menor número posible de grados de libertad, por lo tanto: baja entropía. Mis ideas están fuertemente influenciadas por mi experiencia profesional: tratar de minimizar la decoherencia cuántica en qubits de espín molecular (de tamaño nanoscópico) , pero mi experiencia en termodinámica es solo la de un graduado en Química.

Iría por un agujero limpio en el suelo, en un lugar naturalmente frío (para evitar el ruido de refrigeración). Optaría por baja presión (por lo que no se necesita vacío ultraalto, nuevamente para ahorrar en el ruido de la bomba) y baja temperatura. En definitiva, la menor maquinaria posible. Idealmente, una caja limpia, aislante y diamagnética, rodeada por una malla Faraday.

El hangar sería esencialmente una caja de un material aislante (o al menos no de un buen metal) y capaz de presentar superficies limpias. El silicio es quizás una buena opción porque ya existe una industria increíblemente buena para producirlo en condiciones limpias. Por un aumento de precio adicional, puede obtener bastante isotópicamente puro$^{28}$Si.

Después de que los bots ingresan, (la mayor parte) del aire se bombea y apagamos la bomba. La electricidad llega a través de los cables, pero la caja está aislada de los campos eléctricos externos por la malla Faraday. Unas pocas moléculas de gas frío en una caja que, en cualquier caso, está esencialmente vacía. Una gruesa capa de un material bastante limpio y bastante frío. La malla Faraday (metálica) puede funcionar como protección mecánica para la caja de silicona.

Para obtener detalles sobre la ubicación, piense en algo como la Bóveda Global de Semillas de Svalbard , que estaba menos limpia pero tenía más requisitos y se construyó con tecnología real con un 10% del presupuesto que tiene en mente.

Lo que está buscando es un volumen que se pueda refrigerar y evacuar con éxito . Esto significa que debe estar reforzado contra la presión y provisto de esclusas de aire especiales. También quieres un blindaje de radio feroz.

Convertir un silo de misiles abandonado parece ser tu mejor opción. Una vez retirados los puntales del lanzador, el silo en sí tiene un volumen más que suficiente y ya está blindado y reforzado. Solo necesita enfriarlo y bombear el aire. El blindaje electromagnético ya está disponible.

Al final, la entropía local será lo más baja posible mientras permanezca en la Tierra; por derecho debería estar muy cerca de cero, en lo que respecta al vacío. Los microbots estarán cerca de la entropía entre sí, pero serán fríos y no se pueden mantener en contacto directo entre sí, en silicio de baja entropía, grafeno o micromalla de oro muy delgada. Posiblemente, parte de ese presupuesto podría destinarse al diseño de una nanomalla de entropía aún más baja.

Podría hacerlo algo mejor si construyera la misma cámara de vacío en medio de un iceberg cristalino en la Antártida, pero eso tiene una serie de problemas logísticos propios.

Espacio , el último lugar frío y vacío. Envíelos de la manera más económica posible y déjelos hacer su cosa de nanitos allí. Lamentablemente, la temperatura del nano-grupo nunca bajará a los niveles de radiación de fondo del Universo, porque en órbitas baratas, la Tierra sigue siendo un gran radiador de calor , pero aún así, con un escudo térmico bastante frío, alrededor de 180 ° K (= - 90°C, = - 135°F). Además, consígales una manta de color hollín y un amortiguador de radar si no pueden asumir la superficie necesaria por sí mismos (pero como nanobots, al ser más pequeños que la luz visible, deberían hacerlo) para mayor invisibilidad y no calentamiento.

La órbita de, digamos, 500 km hacia arriba también ahorra mucho combustible y, por lo tanto, dinero. La órbita sincrónica solar habitual pasará por encima de los polos, porque es ideal para obtener imágenes, pero nos mantendremos sobre el ecuador, lo que ahorra combustible de nuevo. Con unos 2500 $ por kg , su 100M $ levantará unas 40 toneladas, lo que puede o no ser suficiente, dependiendo del tamaño de su enjambre. (Aunque incluso si son en su mayoría de plomo (~10 g/cm³) y con (100 nm)³ justo al borde de no ser nanobots sino microbots, 40 toneladas son 4*10^19 unidades... IPv4 no sería suficiente, usted necesitaría IPv6 incluso para abordarlos.

Cuando llega el momento, asumen su forma de reingreso, manipulan su magnetismo para romper la órbita interactuando con el campo magnético de la tierra, y vienen sobre nosotros como un enjambre de langostas muy pequeñas.

Con la restricción de 25 m de baja entropía en todas las direcciones, el espacio es la mejor opción con diferencia: la entropía molar estándar para las sustancias es diferente, pero sigue siendo más alta que para cualquier sustancia. Incluso un hangar en tierra tiene la mitad de su periferia como materia sólida, que a ~40 J/(mol K) es mucho mejor que el agua (70 J/(mol K)) pero un hemisferio de 25 km de radio contiene f**kton (término técnico) de topos, ahí va el barrio.