Conținutul blogului cu formatare Markdown
Bine, trebuie să îți imaginezi ceva împreună cu mine.
Știi cum, atunci când îți torni o cană de cafea fierbinte, căldura se disipează întotdeauna spre exterior? Se răspândește în aerul mai rece din jur. Întotdeauna. Fără excepții, nu-i așa? Aceasta este a doua lege a termodinamicii — entropia, tendința universului către dezordine, crește mereu. Căldura curge de la corpurile fierbinți spre cele reci. Punct final.
Cu excepția faptului că… ce ar fi dacă ți-aș spune că oamenii de știință tocmai au descoperit o metodă de a face căldura să curgă înapoi?
Știu. Și mie creierul mi-a făcut o mică somersault când am citit prima dată despre acest subiect.
Știința interesantă (fierbinte?) din spatele fenomenului
Iată ce este uimitor: o echipă internațională de cercetători a demonstrat că, în condiții cuantice foarte specifice, poți face efectiv ca căldura să curgă dintr-o zonă mai rece spre una mai caldă. Este ca și cum ai privi un râu care curge în sus. Nu ar trebui să se întâmple. Universul are reguli, oameni buni!
Deci cum au reușit acest lucru? Au valorificat una dintre cele mai derutante caracteristici ale fizicii cuantice: superpoziția. Probabil cunoști bazele — particulele cuantice pot exista în mai multe stări simultan până când sunt observate. Această echipă a folosit această proprietate pentru a crea ceva numit „ordine cauzală nedefinită” (ICO, pentru scurt), care este exact la fel de ciudat pe cât sună.
Gândește-te astfel: în loc ca A să se întâmple, apoi B — sau B apoi A — sistemul cuantic cumva… face ambele simultan. Configurația nu „știe” niciodată care parte este fierbinte și care este rece până la foarte sfârșit. Și în acea incertitudine, se întâmplă magia (bine, fizica).
Întâlnește Demonul lui Maxwell — versiunea cuantică
Cercetătorii s-au inspirat de fapt dintr-un celebru experiment mental conceput de James Clerk Maxwell în 1867. El își imagina un mic „demon” așezat la o partiție între două camere de gaz — una fierbinte, una rece. Această mică creatură ar putea, teoretic, să sorteze particulele, lăsându-le pe cele reci să se îndrepte spre partea fierbinte și blocându-le pe cele fierbinți să intre în partea rece. Teoretic, ai reduce entropia. Ceea ce ar încălca a doua lege.
Dar iată problema: pentru ca acest lucru să funcționeze efectiv fără a încălca legile fizicii, memoria acelui demon trebuie ștearsă ocazional. Odată ce iei în calcul energia necesară pentru a șterge acea memorie, entropia crește din nou. Universul își echilibrează conturile.
Această nouă cercetare ia acel concept și îi oferă o actualizare cuantică. O numesc comutator cuantic — o configurație în care un qubit (echivalentul cuantic al unui bit informatic obișnuit) poate fi esențialmente în ambele stări „0” și „1” în același timp, determinând ordinea în care se întâmplă lucrurile. Datorită acestei neclarități cuantice, a doua lege este… să spunem, ușor persuadată să se relaxeze puțin.
Punerea la încercare
Acum, iată unde devine și mai interesant (joc de cuvinte absolut intenționat). Acestea nu au fost doar speculații matematice. Echipa a construit chiar un experiment real folosind — așteaptă-te la asta — un fascicul de lumină.
Au divizat un fascicul de fotoni pentru a crea superpoziție, apoi au aranjat cele două sub-fascicule rezultate pentru a reprezenta diferite ordonări ale a două rezervoare de particule. Obiectivul? Să vadă dacă căldura ar putea curge cu adevărat înap