Το περιεχόμενο του blog με μορφοποίηση markdown
Εντάξει, θέλω να φανταστείτε κάτι μαζί μου.
Ξέρετε πώς, όταν σερβίρετε μια κούπα με καυτό καφέ, η θερμότητα πάντα διαχέεται προς τα έξω; Διαδίδεται στον ψυχρότερο αέρα γύρω της. Πάντα. Χωρίς εξαιρέσεις, σωστά; Αυτός είναι ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής — η εντροπία, η τάση του σύμπαντος προς την αταξία, αυξάνεται πάντα. Η θερμότητα ρέει από τα θερμά αντικείμενα προς τα ψυχρά. Τέλος της ιστορίας.
Εκτός αν… σας έλεγα ότι οι επιστήμονες μόλις βρήκαν έναν τρόπο να κάνουν τη θερμότητα να ρέει προς τα πίσω;
Ξέρω. Και ο δικός μου εγκέφαλος έκανε μια μικρή σάλτο-mortale όταν πρωτοδιάβασα για αυτό.
Η δροσερή (καυτή;) επιστήμη πίσω από αυτό
Ορίστε τι είναι απίστευτο: μια διεθνής ομάδα ερευνητών απέδειξε ότι υπό πολύ συγκεκριμένες κβαντικές συνθήκες, μπορείτε πραγματικά να κάνετε τη θερμότητα να ρέει από μια ψυχρότερη περιοχή προς μια θερμότερη. Είναι σαν να βλέπετε ένα ποτάμι να ρέει προς τα πάνω. Δεν θα έπρεπε να συμβαίνει. Το σύμπαν έχει κανόνες, άνθρωποι!
Πώς τα κατάφεραν λοιπόν; Εκμεταλλεύτηκαν ένα από τα πιο παραδοξικά χαρακτηριστικά της κβαντικής φυσικής: την υπέρθεση. Ίσως γνωρίζετε τα βασικά — τα κβαντικά σωματίδια μπορούν να υπάρχουν σε πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα μέχρι να παρατηρηθούν. Αυτή η ομάδα χρησιμοποίησε αυτή την ιδιότητα για να δημιουργήσει κάτι που ονομάζεται «αόριστη αιτιακή σειρά» (ICO για συντομία), που είναι ακριβώς τόσο παράξενο όσο ακούγεται.
Σκεφτείτε το ως εξής: αντί να συμβαίνει το Α, μετά το Β — ή το Β μετά το Α — το κβαντικό σύστημα κάνει κάπως… και τα δύο ταυτόχρονα. Η διάταξη δεν «γνωρίζει» ποτέ πραγματικά ποια πλευρά είναι θερμή και ποια ψυχρή μέχρι το τέλος. Και σε αυτή την αβεβαιότητα, συμβαίνει μαγεία (ή, καλύτερα, φυσική).
Γνωρίστε τον Δαίμονα του Maxwell — την κβαντική έκδοση
Οι ερευνητές αντλήσαν έμπνευση από ένα διάσημο νοητικό πείραμα που οραματίστηκε ο James Clerk Maxwell το 1867. Φαντάστηκε έναν μικροσκοπικό «δαίμονα» καθισμένο σε ένα διαχωριστικό μεταξύ δύο θαλάμων αερίου — ενός θερμού και ενός ψυχρού. Αυτό το μικρό πλάσμα θα μπορούσε θεωρητικά να ταξινομήσει τα σωματίδια, επιτρέποντας στα ψυχρά να μετακινηθούν προς τη θερμή πλευρά και εμποδίζοντας τα θερμά να εισέλθουν στην ψυχρή πλευρά. Θεωρητικά, θα μειωνόταν η εντροπία. Αυτό θα παραβίαζε τον δεύτερο νόμο.
Αλλά ορίστε το ζήτημα: για να λειτουργήσει αυτό πραγματικά χωρίς να παραβιάζει τη φυσική, η μνήμη του δαίμονα πρέπει να διαγράφεται περιστασιακά. Μόλις λάβετε υπόψη την ενέργεια που απαιτείται για τη διαγραφή αυτής της μνήμης, η εντροπία αυξάνεται ξανά. Το σύμπαν ισορροπεί τους λογαριασμούς του.
Αυτή η νέα έρευνα παίρνει αυτή την έννοια και της προσφέρει μια κβαντική αναβάθμιση. Την ονομάζουν κβαντικός διακόπτης — μια διάταξη όπου ένα qubit (η κβαντική ισοδύναμη του συμβατικού bit υπολογιστή) μπορεί ουσιαστικά να βρίσκεται και στην κατάσταση «0» και στην κατάσταση «