Часи. Фото: pixabay
Для квантово взаємопов'язаних кубітів (квантових бітів) спонтанно порушується другий закон термодинаміки, згідно з яким в ізольованих системах всі процеси йдуть тільки в напрямку збільшення ентропії.
Це довела міжнародна група фізиків, якій вдалося повернути хід часу для пари взаємопов'язаних частинок. Про це повідомляється в препринті, опублікованому в репозиторії arXiv.org.
Згідно з другим законом термодинаміки, час йде тільки в одному напрямку, при якому в макроскопічних системах зростає безлад (ентропія). Наприклад, тепло передається від нагрітих холодним тілам, але ніколи не передається від холодних тіл нагрітим.
При цьому односпрямованість пояснюється в рамках статистики, оскільки станів безладу, в яких можуть знаходитися тіла, набагато більше, ніж упорядкованих. Звернення стріли часу, тобто перехід від безладу до порядку, таким чином, набагато менш ймовірний.
Однак в квантових системах такий перехід вважається практично здійсненним. Показано, що для системи, що складається з двох взаємопов'язаних (скорельованих) кубітів, що становлять собою частинки з напівцілим спіном, стріла часу здатна звертатися назад. Вчені за допомогою ядерного магнітного резонансу, при якому ядра атомів поглинають електромагнітну енергію, "нагріли" обидва кубіти до різних температур, змінюючи енергію їх спінів. Після цього фізики експериментально відстежували зміни їх температури і, таким чином, визначили напрямок потоку тепла.
Як кубіти були взяті ядра вуглецю-13 і водню в розчині хлороформу. Розчин поміщали всередину надпровідного магніту, який генерував статичне електромагнітне поле, спрямоване в поздовжньому напрямку. Системою взаємопов'язаних частинок маніпулювали за допомогою поперечних радіочастотних полів. Вчені простежили за процесом передачі енергії між ядрами в масштабі декількох мілісекунд, що набагато менше, ніж час, за який скорельованість порушується.
Тим часом нейробіологи знайшли простий спосіб, як поліпшити пам'ять. Під час експерименту добровольці намагалися запам'ятати письмову інформацію за допомогою одного з чотирьох методів.