Физики заподозрили, что второй закон термодинамики нарушается в квантовом мире

Закон неубывания энтропии в замкнутых системах, который является одной из формулировок знаменитого второго начала термодинамики.

Второй закон термодинамики — быть может, один из самых «основополагающих» физических законов. Его существованием можно объяснить огромное количество явлений во Вселенной, вплоть до существования самого времени в привычном нам понимании. Считается, что этот закон управляет реальностью на всех уровнях. Однако специалисты, представляющие МФТИ и РАН, высказали предположение, что в квантовом мире второй закон термодинамики может нарушаться.

«Мы нашли квантового демона Максвелла, который может уменьшить энтропию в системе, причём даже не измеряя её состояние», — говорит Гордей Лесовик.

Второй закон термодинамики подразумевает, что в любой замкнутой системе энтропия, то есть неупорядоченность, может только увеличиваться, но не уменьшаться. В масштабах Вселенной это имеет непосредственное отношение к движению времени вперёд, а также представляет собой одну из причин, по которым невозможно создать вечный двигатель.

«Мы пытались доказывать: вроде бы, получалось, потом обнаруживалась „дырка“, мы её закрывали, затем „дырки“ появлялись опять, и в конце концов мы поняли, что это неспроста, что, может быть, эта теорема и не верна для квантовой системы и, даже если система энергетически изолирована, этого недостаточно, чтобы энтропия не убывала», — говорит учёный.

Группа под руководством Лесовика обнаружила условия, при которых второй закон термодинамики может локально нарушаться, это может происходить в квантовых системах относительно небольшого размера — сантиметрах и даже метрах.

По словам Лесовика, эксперимент откроет возможность создания квантовых холодильников и двигателей нового типа.