Время удалось повернуть вспять. Создадут ли машину времени?
Согласно второму закону термодинамики, время идет только в одном направлении, при котором в макроскопических системах возрастает беспорядок (энтропия). В частности, тепло передается от нагретых холодным телам, но никогда не передается от холодных тел нагретым. Переход от беспорядка к порядку считается невозможным.
Однако в квантовых системах такой переход практически осуществим. Для двух взаимосвязанных кубитов, представляющих собой частицы с полуцелым спином, стрела времени способна обращаться вспять. Ученые с помощью ядерного магнитного резонанса, при котором ядра атомов поглощают электромагнитную энергию, «нагрели» оба кубита до различных температур, изменяя энергию их спинов. Физики экспериментально отслеживали изменения их температуры. В качестве кубитов были взяты ядра углерода-13 и водорода в растворе хлороформа. Раствор помещали внутрь сверхпроводящего магнита, который генерировал статическое электромагнитное поле, направленное в продольном направлении. Системой взаимосвязанных частиц манипулировали с помощью поперечных радиочастотных полей. Ученые проследили за процессом передачи энергии между ядрами в масштабе нескольких миллисекунд. Оказалось, что когда частицы не взаимосвязаны, стрела времени имеет обычное направление. Холодный кубит нагревался, а горячий остывал. Но когда кубиты были скоррелированы, квантово запутаны, тепло спонтанно перетекало в обратном направлении. По мнению ученых, такое явление должно происходить и в системах, состоящих из большего количества взаимосвязанных частиц.
Приведет ли это исследование в конечном счете к возникновению машины времени, пока неясно. Но очевидно, что наука сделала еще один шаг вперед.
Об открытии сообщается в препринте, опубликованном в репозитории arXiv.org.
