Ruski znanstveniki so našli način, kako ustvariti kvantno napravo, ki krši drugi zakon termodinamike in ima skoraj 100-odstotni izkoristek, piše v članku, objavljenem v reviji Physics Review A.
"Vsak toplotni motor je sestavljen iz grelca, ki je v resnici vir energije, in hladilnika, katerega naloga je hlajenje delovne tekočine motorja. Hladilnik zniža entropijo motorja in neizogibno zapravi nekaj toplotne energije iz grelca. Zato učinkovitost toplotnega motorja nikoli ne doseže 100%, "razlaga Andrey Lebedev, uslužbenec Tehniške univerze v Zürichu in MIPT v Dolgoprudnyju.
Eden od temeljev sodobne fizike in kozmologije je koncept tako imenovane puščice časa - postulat, da se čas v našem vesolju premika izključno v eno smer, od preteklosti do prihodnosti. Z drugimi besedami, skozi štiridimenzionalni prostor se premikamo le v eni smeri vzdolž časovne osi in ni mogoče "previjati" časa nazaj.
Z vidika fizike se to kaže v tem, da sčasoma motnja, kaos vesolja, stanje, ki ga znanstveniki imenujejo entropija, nenehno raste. Na primer, ta proces se kaže v tem, kako se spreminja stanje energije Vesolja. Načelo, ki ga znanstveniki pogosto imenujejo "drugi zakon termodinamike", velja za neprekosljivo pravilo, ki ureja življenje celotnega vesolja na vseh ravneh.
Gordey Lesovik in Andrey Lebedev. Foto: MIPT
Pred letom dni so znanstveniki z moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo pod vodstvom Gordeya Lesovika z Inštituta za teoretično fiziko Ruske akademije znanosti odkrili, da se na kvantni ravni lahko krši drugi zakon termodinamike. To je odprlo pot ustvarjanju kvantnega analoga slavnega demona Maxwella - hipotetičnega bitja, ki razvršča hitre in počasne molekule.
Ta ideja je znanstvenike spodbudila k razmišljanju, da je mogoče take kvantne "demone" uporabiti za ustvarjanje stroja, katerega učinkovitost bo 100-odstotna. Znanstveniki za svoj razvoj predlagajo uporabo dveh parov kubitov - elementarnih računskih modulov in spominskih celic kvantnih računalnikov, ki so medsebojno povezani na kvantni ravni.
Kubiti v motorju Lesovika in njegovih sodelavcev opravljajo dve funkciji - absorbirajo toploto in omogočajo "teleportiranje" odvečne entropije iz sistema, pri čemer igrajo vlogo Maxwellovega demona. To napravi omogoča, da dejansko doseže stanje, ekvivalentno večnemu stroju gibanja druge vrste.
Promocijski video:
Ta naprava pravzaprav ni večni stroj za gibanje - kot pojasnjuje Lesovik, je za njeno delovanje potrebno nenehno posodabljati "demonske" kvite, ki sistem entropije očistijo tako, da jih na poseben način ohladijo. Po drugi strani pa se to dogaja zunaj same naprave, kar nam omogoča, da trdimo, da je formalno drugi zakon termodinamike vseeno kršen znotraj nje.
Zdaj Lesovik in njegovi sodelavci to idejo izvajajo v praksi in ustvarjajo podoben večni stroj za gibanje, ki temelji na superprevodnih kitih - transmon.
