Mokslo ir technologijų pasaulis

Pirmą kartą eksperimentiškai patvirtinta, kad termodinamikos dėsniai veikia ir kvantiniu lygiu. Tai reiškia, kad ir kvantiniame pasaulyje negalėtume atgal atpilti pieno stiklinės, rašo Sciencealert.com.

Vienpusę laiko tėkmę mūsų gyvenime galima paaiškinti antruoju termodinamikos dėsniu, kuris teigia, kad laikui bėgant sistemos tampa vis labiau netvarkingos, arba kad jose didėja entropija. Šis procesas yra vienpusis. Tačiau fizikos teoretikai spėjo, kad kvantiniame pasaulyje laiko tėkmės procesas gali būti grįžtamas.

Taip manyta todėl, kad mažų dalelių pasaulyje fizikos dėsniai, tokie kaip Šriodingerio lygtis, yra laikui simetriški, arba grįžtami. Dabar fizikai iš federalinio ABC universiteto Brazilijoje atliko eksperimentą, kuris patvirtina, kad termodinaminiai procesai yra negrįžtami ir kvantinėse sistemose. Tačiau fizikai nesupranta, kodėl.

„Mūsų eksperimentai rodo negrįžtamą kvantinės dinamikos prigimtį, tačiau eksperimetiškai neįrodoma, kas tai lemia mikroskopiniu lygu“, – sakė Mauro Paternostro, vienas iš tyrimo autorių iš Queens universiteto Airijoje .

Tam, kad patikrintų termodinamikos dėsnius kvantinėje sistemoje, mokslininkai turėjo sukurti izoliuotą kvantinę sistemą ir stebėti, kaip joje „apsiverčia“ natūralūs procesai.

Eksperimentams mokslininkai panaudojo anglies13 atomus skystame chloroforme ir apvertė jų branduolių sukinius naudodami osiliuojantį magnetinį lauką. Vėliau buvo panaudotas dar vienas magnetinis impulsas, kad sukiniai dar kartą apsiverstų.

Jeigu procedūra būtų grįžtama, sukiniai po eksperimento būtų atsidūrę pradiniame taške, tačiau tai neįvyko. Vietoje to mokslininkai pamatė, kad kintantys magnetiniai impulsai buvo pritaikyti taip greitai, jog kartais atomo sukinys nespėjo išsilaikyti, todėl izoliuota sistema išėjo iš pusiausvyros.

Mokslininkai patvirtino, kad po eksperimento entropija sistemoje didėjo.

Eksperimentas reiškia, kad vienpusė laiko tėkmė egzistuoja net ir mažiausioms Visatos dalelėms ir paneigia mikroskopinius fizikos dėsnius. Mokslininkai daro prielaidą, kad sistemas nuo dvipusės laiko tėkmės sulaiko kažkas kitas. Toliau bus siekiama išsiaiškinti, kas yra šis procesas.

Tyrimo autoriai mano, kad naujos įžvalgos ateityje pasitarnaus kuriant kvantinius kompiuterius.