일부 법률은 깨지는 것이 아닙니다. 열역학의 제 2 법칙을 취하는데, 이는 장애의 척도 인 엔트로피가 고립 된 시스템에서 결코 감소하지 않는다고 말합니다. 유리가 산산이 부서지고 크림은 커피에 분산되어 계란 스크램블이지만 그 반대는 아닙니다. 그렇기 때문에 열이 항상 뜨겁고 추위로 이동하는 이유는 전체 엔트로피가 증가합니다. 법은 우리의 물리적 현실에 매우 근본적이므로 일부 물리학 자들은 그것이 명백한 시간의 흐름에 책임이 있다고 생각합니다.
그러나 Quantum Systems는 그 어느 때보 다 불가피한 규칙처럼 보이는 것에 대한 수수께끼의 예외를 도입하는 방법을 가지고 있습니다. 물리학 자 팀은 차가운 양자 물체에서 뜨거운 물체로 자발적으로 열 흐름을 만들었습니다. 실험은 양자 열역학의 초기 분야에서 탐구되는 정보, 엔트로피 및 에너지 사이의 친밀한 관계를 강조합니다.
브라질에 본사를 둔이 팀은 탄소 원자, 수소 원자 및 3 개의 염소 원자로 구성된 분자를 가져 갔다. 그런 다음 두 양자 입자의 핵 스핀 또는 탄소 및 수소 핵의 핵 스핀을 정렬하기 위해 자기장을 생성했습니다. 이로 인해 핵이 연결되어 있거나 상관 관계가있어서 분리 할 수없는 2 쿼트 양자 상태로 전환되었습니다.
이러한 상관 관계는 수수께끼의 행동을 가능하게했다.
전통적으로 엔트로피는 시스템이 할 수있는 다른 구성의 수를 측정하는 것입니다. 고전 시스템에서 시스템의 엔트로피는 각 부품의 엔트로피의 합과 같습니다.
.양자 세계에서는 상관 관계가 엔트로피에 영향을 미칩니다. 2 쿼트 시스템은 4 가지 가능한 상태 중 하나 (00, 01, 10 및 11)에있을 수 있으며 엔트로피는 각 상태에있을 확률로 정의됩니다. 단일 큐 비트의 엔트로피를 상관 시스템의 엔트로피와 비교함으로써 연구자들은 상관 관계의 양을 측정 할 수 있습니다.
실험은 두 입자가 강하게 상관 된 것으로 시작합니다. 실험이 진행됨에 따라 입자는 점차적으로 스스로 끊어지고 상관 관계가 약화됩니다. 브라질 상파울루에있는 ABC 연방 University의 연구원 인 Kaonan Micadei는“이것은 개별 엔트로피의 합이 줄어든다는 것을 의미합니다.
정기적 인 상관 관계가없는 시스템에서 총 엔트로피가 갑자기 감소하면 제 2 법칙을 위반합니다. 그러나 여기서 연구원들은 상관 관계를 고려합니다. Imperial College London의 물리학자인 David Jennings는 상관 관계의 약화는“차가운 곳에서 더운 몸으로 열을 운전하는 연료”와 유사하다. 차가운 큐 비트는 더 차가워지고 뜨거운 큐 비트가 뜨거워집니다. 다시 말해서, 열은 추위에서 뜨거운 것으로 흐릅니다. 이는 ABC 연방 대학교의 물리학 자이자 연구 뒤의 연구 그룹 책임자 인 로베르토 세라 (Roberto Serra)는“상관 관계와 엔트로피 사이의 상충 관계”때문에 발생한다고 말했다.
작업은 적어도이 분리 된 시스템에서 시간의 화살표를 효과적으로 역전시킵니다. Micadei는“열역학적 화살표는 폐쇄 시스템의 엔트로피가 일정하게 증가하거나 일정하게 유지 될 수 있지만 결코 감소하지 않을 것이라는 개념에 의존한다”고 말했다. "실험실에서 엔트로피가 감소하는 고립 된 시스템을 만들면 시스템에서 시간의 화살표는 반대 방향을 가리켜 야합니다."
.결과는“시간의 화살은 절대적인 개념이 아니다. 초기 조건의 선택에 크게 의존합니다. 따라서 상대적입니다.”Serra는 말했습니다.
.그 효과는 예측되었지만, 이것은 물리적 시스템에서 반전이 처음으로 달성 된 것입니다. 매사추세츠 기술 연구소 (Massachusetts Institute of Technology)의 물리학자인 세스 로이드 (Seth Lloyd)는“이것은 오랫동안 알려진 물리적 효과에 대한 좋은 실험 시연입니다.
그러나 연구원들은 전에 시간의 화살을 가지고 놀았습니다. 2012 년, 프랑스의 ESPCI Paristech와 CNRS의 한 팀은 물파를 동원하여 원래의 경로를 되찾아 파도의 수학적 설명을 제 시간에 뒤집습니다. 그리고 2016 년에 다른 팀은 소위 양자점을 사용하여 시간의 화살 방향을 구별하기 위해 보편적 인 공식을 검증했습니다.
현재 논문은 타임머신 구축에 더 가까이 다가 가지 않지만 실제 세계에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. Queen 's University Belfast의 물리학자인 Mauro Paternostro는 유사한 효과를 사용하여 매우 효율성이 높은 양자 열 펌프를 만드는 방법을 연구하고 있습니다. "대규모 Quantum Thermo-Machine이 제공하는 기회는 미세한 버전의 기회보다 엄청나게 커질 것"이라고 그는 말했다.
이 작품은 또한 우주의 기원에 대한 생각에 영향을 줄 수 있습니다. 우주론의 오랜 퍼즐 퍼즐 중 하나는 우주가 그러한 낮은 엔트로피 구성으로 시작하여 코스모스의 역사를 통해 엔트로피가 증가 할 수있게하는 이유입니다. Serra는 엔트로피를 얽힘에 연결함으로써 실험이 우주적 시간의 화살에 대한 토론을 위해“자극적 인 결과”를 가질 수 있기를 희망합니다.
이 기사는 에서 스페인어로 재 인쇄되었습니다 Inversigacionyciencia.es
