Для квантово взаимосвязанных кубитов (квантовых битов) спонтанно нарушается второй закон термодинамики, согласно которому в изолированных системах все процессы идут только в направлении увеличения энтропии.
Это доказала международная группа физиков, которой удалось обратить ход времени для пары взаимосвязанных частиц. 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.
При этом 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.
Тем временем нейробиологи нашли простой способ, как улучшить память. Во время эксперимента добровольцы пытались запомнить письменную информацию с помощью одного из четырех методов.
Читайте также:
- Как улучшить память: простой способ от нейробиологов
- Ученые установили связь между облысением и опасными заболеваниями
- Ученые назвали алкогольный напиток для продолжительной эрекции
- Ученые рассказали, какая диета поможет быстро избавиться от высокого давления
- Ученые назвали пять бытовых предметов, которые могут быть опасны для здоровья
- Сканирование тела показало, какая диета полезнее всего
- Ученые рассказали, как частые перелеты влияют на лишний вес
- Ученые рассказали, как избавиться от звона в ушах