Физики обратили время вспять

Международной группе физиков удалось обратить ход времени для пары взаимосвязанных частиц. Исследователи доказали, что для квантово взаимосвязанных кубитов (квантовых битов) спонтанно нарушается второй закон термодинамики, согласно которому в изолированных системах все процессы идут только в направлении увеличения энтропии. Об этом сообщается в препринте, опубликованном в репозитории arXiv.org.

Согласно второму закону термодинамики, время идет только в одном направлении, при котором в макроскопических системах возрастает беспорядок (энтропия). Например, тепло передается от нагретых холодным телам, но никогда не передается от холодных тел нагретым. Однонаправленность объясняется в рамках статистики, поскольку состояний беспорядка, в которых могут находиться тела, гораздо больше, чем упорядоченных. Обращение стрелы времени, то есть переход от беспорядка к порядку, таким образом, гораздо менее вероятно.

Однако в квантовых системах такой переход считается практически осуществимым. Показано, что для системы, состоящей из двух взаимосвязанных (скоррелированных) кубитов, представляющих собой частицы с полуцелым спином, стрела времени способна обращаться вспять. Ученые с помощью ядерного магнитного резонанса, при котором ядра атомов поглощают электромагнитную энергию, «нагрели» оба кубита до различных температур, изменяя энергию их спинов. После этого физики экспериментально отслеживали изменения их температуры и, таким образом, определили направление потока тепла.

В качестве кубитов были взяты ядра углерода-13 и водорода в растворе хлороформа. Раствор помещали внутрь сверхпроводящего магнита, который генерировал статическое электромагнитное поле, направленное в продольном направлении. Системой взаимосвязанных частиц манипулировали с помощью поперечных радиочастотных полей. Ученые проследили за процессом передачи энергии между ядрами в масштабе нескольких миллисекунд, что гораздо меньше, чем время, за которое скоррелированость нарушается.

Исследователи выяснили, что в условии, когда частицы не взаимосвязаны, стрела времени имеет обычное направление. Холодный кубит нагревался, а горячий остывал. В том случае, когда кубиты были скоррелированы, то есть квантово запутаны, тепло спонтанно перетекало в обратном направлении. По мнению ученых, такое явление должно происходить и в системах, состоящих из большего количества взаимосвязанных частиц.

https://lenta.ru

Последние публикации

«Металлург-2014» занял шестое место на Кубке Третьяка

Накануне в Красногорске завершился розыгрыш Кубка Третьяка для хоккеистов не старше 11 лет. Новокузнецкий «Металлург-2014»… Читать еще

16 часов назад

«Металлург» продлит контракт с Апальковым

Даниил Апальков останется в «Металлурге». Как сообщает телеграм-канал «Хоккейный Новокузнецк», 33-летний капитан команды продлит контракт… Читать еще

16 часов назад

«Кузнецкие Медведи» определились с главным тренером

У «Кузнецких Медведей» сегодня прошел заключительный тренировочный день в рамках сезона 2024/25. С главным тренером… Читать еще

16 часов назад

Закупали наркотики в Санкт-Петербурге, а сбывали в Кузбассе и Новосибирске

https://rutube.ru/video/0ff2f2bba8a248c050020676416c8144/?r=plemwd В Кемеровской области расследовано уголовное дело в отношении 13 участников преступного сообщества наркоторговцев. Следователем… Читать еще

16 часов назад

Капризова не остановить: снова дубль — и «Миннесота» уже ведёт в серии с «Вегасом»

Кирилл Капризов сделал дубль в 3-м матче серии с «Вегасом» и стал 1-й звездой. Форвард… Читать еще

1 день назад

Александр Перевалов — о новокузнецких болельщиках: «Такого ажиотажа нет нигде больше в ВХЛ»

Нападающий «Металлурга» Александр Перевалов обратился к болельщикам своей команды: — Вернуться в родной регион спустя… Читать еще

1 день назад