Второй закон термодинамики может нарушаться в квантовом мире

13 5965

Закон неубывания энтропии в замкнутых системах, который является одной из формулировок знаменитого второго начала термодинамики, может нарушаться, сообщила пресс-служба Московского физико- технического института.

Ученые нашли демона Максвелла

Энтропия, как оказалось, может убывать в квантовых системах - выяснила международная группа ученых под руководством ведущего научного сотрудника Лаборатории квантовой теории информации МФТИ и Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН Гордея Лесовика. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports (входит в группу Nature).

"Мы нашли квантового демона Максвелла, который может уменьшить энтропию в системе", - приводит пресс-служба слова Гордея Лесовика.

Демон Максвелла - мифическое существо, придуманное британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом во второй половине XIX века для того, чтобы объяснить парадокс второго начала термодинамики. Демон должен был повысить упорядоченность системы, которая, в соответствии с законами физики, сама по себе (в изолированной системе) возрастать не может.

Планируется эксперимент

В 1870-х годах принцип роста энтропии (неупорядоченности) был сформулирован Людвигом Больцманом в его так называемой H-теореме, она гласит, что величина энтропии в замкнутой системе либо растет, либо остается постоянной. Долгое время эту теорему не удавалось доказать в рамках традиционной статистической физики без привлечения дополнительных ограничений. После появления квантовой механики ученые предположили, что "корни" H-теоремы связаны с квантовыми явлениями. В квантовой теории информации были получены важные результаты, описывающие условия, при которых энтропия системы не убывает.

Группа под руководством Лесовика впервые сформулировала H-теорему на языке квантовой физики и в течение нескольких лет пыталась найти ее доказательство. В результате ученые обнаружили условия, при которых второй закон термодинамики может локально нарушаться. Это может происходить в квантовых системах относительно небольшого, но макроскопического размера - сантиметры и даже метры.

Существенное различие состоит в том, что если в классической физике уменьшение энтропии связано с передачей тепловой энергии, то в квантовом мире снижение энтропии может происходить без передачи энергии - за счет квантовой запутанности.

По словам Лесовика, ученые в ближайшее время планируют провести экспериментальную проверку этого эффекта. Такой эксперимент откроет возможность создания квантовых холодильников и двигателей нового типа.  


.Ещё больше новостей в группе Край Будущего 


Источник

Financial Times, Великобритания. Россия ударила по украинскому офису "Боинга". Вой поднялся на весь Киев
  • pretty
  • Вчера 06:08
  • В топе

В результате российского авиаудара по столице Украины пострадало здание компании "Боинг" в Киеве, пишет FT. Украинцы спешат пожаловаться Трампу, но не скрывают: американское предприятие занималось в К...

Новый ракетный шквал по Израилю: Иран наносит удар в рамках операции «Правдивое обещание».

Иран под утро начал новый этап операции «Правдивое обещание», нанеся массированный ракетный удар по Израилю. Выпущено около 100 ракет, сработали сирены по всей стране. Основной удар пришёлся на Тель-А...

Рано хоронить Иран — 2, 3, 4

Не спешите хоронить Иран - 2. Непонятно, почему наши военкоры и Телеграм-ломы (Подоляка, А.Медведев) уже приписали Ирану поражение и даже выдают анализ его причин. Да, у Ирана нелегкое положение,...

Обсудить
  • Ну, слава Богу! Теперь "тепловая смерть вселенной" нам не грозит...
  • Нда... Для науки более важных задач просто не осталось...
  • Очень хорошая новость! Совпадает с выводами моей модели мира:)
  • Начало. Большой Взрыв- максимальный хаос. Сейчас. Вселенная, галактики, люди- порядок. Вопрос. Какая нахрен энтропия?
  • Какие нахрен квантовые холодильники? Они давно изобретены, это эффект электронного охлаждения, который наблюдается в СИН (сверхпроводник-изолятор-нормальный металл) контактах и позволяет уменьшить электронную температуру примерно в три раза по сравнению с фононной температурой (типичный результат - от 0.3 К до 0.1 К), путем вывода из нормального металла в сверхпроводник через туннельный барьер высокоэнергетичных электронов. Или опять журналисты чего навыдумывали? Им правишь, правишь текст интервью, а они потом все перевирают в меру своего разумения, чтобы покрасивше было.