Durante más de un siglo y medio de física, la Segunda Ley de la Termodinámica, que establece que la entropía siempre aumenta, ha sido tan inviolable como cualquier ley que conozcamos. En este universo, el caos reina suprema.
Pero los investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. DOE anunciaron recientemente que pueden haber descubierto un pequeño vacío en esta famosa máxima.
Su investigación, publicada en Informes científicos de la naturaleza , establece una posible vía a una situación en la que se viola la Segunda Ley a nivel microscópico.
La segunda ley se basa en lo que se llama H -teorema, que dice que si abres una puerta entre dos habitaciones, una caliente y otra fría, eventualmente se asentarán en un equilibrio tibio; la habitación caliente nunca terminará más caliente.
Pero incluso en el siglo XX, a medida que avanzaba nuestro conocimiento de la mecánica cuántica, no entendíamos completamente los orígenes físicos fundamentales de la H -teorema
Los avances recientes en un campo llamado teoría de la información cuántica ofrecieron una construcción matemática en la que aumenta la entropía.
"Lo que hicimos fue formular cómo estas hermosas teorías matemáticas abstractas podrían conectarse con nuestra cruda realidad", dijo Valerii Vinokur, miembro distinguido de Argonne y autor correspondiente del estudio.
Los científicos tomaron la teoría de la información cuántica, que se basa en sistemas matemáticos abstractos, y la aplicaron a la física de la materia condensada, un campo bien explorado con muchas leyes y experimentos conocidos.
"Esto nos permitió formular el cuanto H -teorema en lo que se refiere a cosas que podrían observarse físicamente ", dijo Ivan Sadovskyy, designado conjuntamente con la División de Ciencia de Materiales de Argonne y el Instituto de Computación y otro autor en el documento." Establece una conexión entre la física cuántica bien documentada.procesos y los canales cuánticos teóricos que componen la teoría de la información cuántica "
El trabajo predice ciertas condiciones bajo las cuales el H el teorema podría violarse y la entropía, a corto plazo, podría disminuir.
Ya en 1867, el físico James Clerk Maxwell describió una forma hipotética de violar la Segunda Ley: si un pequeño ser teórico se sentaba en la puerta entre las habitaciones frías y calientes y solo dejaba pasar partículas que viajaban a cierta velocidad. Esta teoríaimp se llama "demonio de Maxwell"
"Aunque la violación es solo a escala local, las implicaciones son de largo alcance", dijo Vinokur. "Esto nos proporciona una plataforma para la realización práctica de un demonio cuántico de Maxwell, que podría hacer posible una máquina de movimiento perpetuo cuántico local""
Por ejemplo, dijo, el principio podría diseñarse en un "refrigerador" que podría enfriarse de forma remota, es decir, la energía gastada para enfriarlo podría tener lugar en cualquier lugar.
Los autores planean trabajar en estrecha colaboración con un equipo de experimentadores para diseñar un sistema de prueba de concepto, dijeron.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Argonne . Original escrito por Louise Lerner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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