Mokslo ir technologijų pasaulis

To dar negalima vadinti pilnaverte kelione laiku, tačiau panašu, kad mokslininkams pavyko apgręžti laiko strėlę kvantinėse sistemose. „Laiko strėlė“ – tai sąvoka, nurodanti, kad visi natūralūs procesai vyksta tik viena kryptimi, bet jokiu būdu ne priešinga, rašo „Big Think“.

Tarptautinė mokslininkų komanda sugebėjo parodyti, kad esant specifinėms sąlygoms šiluma gali tekėti iš šaltos kvantinės dalelės į karštą.

Laiko strėlę, galima, sakyti, nubrėžia antrasis termodinamikos dėsnis, kuris teigia, kad bėgant laikui entropija didėja. Entropija yra netvarkos matas. Šis dėsnis paaiškina, kodėl laužyti yra paprasčiau nei taisyti arba kodėl karštos arbatos puodelis ilgainiui atvės. Natūralūs procesai tiesiog nėra linkę vykti priešinga kryptimi.

O po pastarojo tyrimo mokslininkai sužinojo, kad „laiko strėlė yra ne absoliuti, tačiau santykinė koncepcija“, – sakė Erlangeno universiteto Niurnberge (Vokietija) fizikas teoretikas Ericas Lutzas.

Jis su kolegomis sugebėjo apgręžti energijos tėkmę dviejų kvantinių dalelių sistemoje. Šios dalelės buvo koreliuotos, kas reiškia, kad jų savybės buvo susietos – tai yra panašu į kvantinį susietumą, tačiau tarpusavio ryšys yra ne toks griežtas ir stiprus. Išskirtinė koreliuotų dalelių savybė yra ta, kad jos tarpusavy dalijasi tam tikra informacija. Tai yra tik kvantinėms dalelėms būdinga, tačiau didesniems objektams neįmanoma savybė.

Mokslininkai, kuriems vadovavo Federalinio ABC universiteto (Brazilija) fizikas Roberto Serra, manipuliavo chloroformo molekulėmis, kurias sudaro anglies, vandenilio ir chloro atomai.

Fizikai įkaitino vandenilio atomo branduolį daugiau nei anglies atomo branduolį ir stebėjo, kuria krytimi teka energija. Nekoreliuotoje būsenoje energijos mainų krytis buvo tokia, kaip ir tikėtasi – iš karšto branduolio į šaltą. Tačiau koreliavus atomų branduolius energijos tekėjimo kryptis apsigręžė: šaltas anglies atomo branduolys šildė karštą vandenilio atomo branduolį.

Šio eksperimento reikšmingumas – įrodymas, kad antrasis termodinamikos dėsnis nėra visagalis ir kai kalba eina apie koreliuotas daleles, jame tenka taikyti išimtis.

Nors sudėtingą dalelių elgesį kvantiniame lygmenyje gali būti sudėtinga suvokti, kur kas įdomiau ir paprasčiau yra suprasti tai, kad šiomis kvantinėmis keistenybėmis mokslininkai ketina pasinaudoti kurdami super-mažus kvantinius variklius (bet apie laiko mašiną galvoti dar anksti).

Išsamiai su tyrimo rezultatais galima susipažinti šioje svetainėje.