Mesmo no estranho mundo dos sistemas quânticos abertos, a flecha do tempo aponta constantemente para a frente – na maior parte do tempo. Novos experimentos conduzidos na Universidade de Washington em St. Louis comparam as trajetórias reversa e direta de circuitos supercondutores chamados qubits e descobrem que seguem a segunda lei da termodinâmica. A pesquisa foi publicada em 9 de julho na revista Physical Review Letters.
“Quando você olha para um sistema quântico, o ato de medir geralmente muda a maneira como ele se comporta”, disse Kater Murch, professor associado de física na Arts & Sciences. “Imagine brilhar com uma pequena partícula. Os fótons acabam empurrando-a e há uma dinâmica associada apenas ao processo de medição.
“Queríamos descobrir se essas dinâmicas têm algo a ver com a flecha do tempo – o fato de que a entropia tende a aumentar com o passar do tempo.”
Em um vídeo relacionado, Murch pergunta: “Os filmes quânticos parecem engraçados quando você os reproduz de trás para frente?” Ele e sua equipe, incluindo Patrick Harrington, um estudante de pós-graduação em física e primeiro autor do artigo, levaram essa pergunta ao laboratório – onde seu trabalho faz parte do novo Centro de Sensores Quânticos.
“Analisamos os filmes microscópicos do movimento de um sistema quântico durante a medição e perguntamos se os filmes pareciam mais prováveis ??quando jogados para frente ou para trás; essa comparação pode ser usada para determinar se a entropia aumenta ou não”, disse Murch. “Descobrimos que, mesmo em escala microscópica, a segunda lei parece ser válida: a entropia geralmente aumenta.
“Esse aumento acontece porque nós olhamos para ele – o processo de fazer o filme aparentemente cria a flecha do tempo”, disse ele.
O grupo de pesquisa de Murch está focado na compreensão e controle de sistemas quânticos abertos. Enquanto os objetos do cotidiano obedecem às leis da mecânica clássica, partículas simples de luz ou matéria seguem, em vez disso, as leis da física quântica. Mas essas partículas não são facilmente isoladas e, assim que interagem com o mundo exterior, perdem suas propriedades quânticas.
Publicado em 09/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-characterizing-arrow-quantum.html
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