Venäläiset tutkijat ovat löytäneet tavan luoda kvanttilaite, joka rikkoo termodynamiikan toista lakia ja jonka hyötysuhde on käytännössä 100%, sanotaan Physics Review A -lehdessä julkaistun artikkelin mukaan.
”Kaikki lämpömoottorit koostuvat lämmittimestä, joka on itse asiassa energialähde, ja jääkaapista, jonka tehtävänä on jäähdyttää moottorin käyttöneste. Jääkaappi alentaa moottorin entropiaa ja tuhlaa väistämättä osaa lämmönlämmön lämpöenergiasta. Siksi lämpömoottorin hyötysuhde ei koskaan saavuta 100%”, selittää Zürichin teknisen yliopiston ja MIPT: n Dolgoprudnyssa työntekijä Andrey Lebedev.
Yksi modernin fysiikan ja kosmologian perusteista on käsite ns. Ajan nuolesta - postulo, että aika meidän universumissamme liikkuu yksinomaan yhteen suuntaan, menneisyydestä tulevaisuuteen. Toisin sanoen liikumme nelidimensioisen tilan läpi vain yhdessä suunnassa aika-akselia pitkin, ja on mahdotonta "taaksepäin" taaksepäin.
Fysiikan kannalta tämä käy ilmi siitä, että ajan mittaan maailmankaikkeuden häiriö, kaaos, tila, jota tutkijat kutsuvat entropiaksi, kasvaa tasaisesti. Esimerkiksi tämä prosessi ilmenee kuinka maailmankaikkeuden energian tila muuttuu. Periaatetta, jota tutkijat usein kutsuvat "termodynamiikan toiseksi lakiksi", pidetään murtumattomana sääntönä, joka hallitsee koko maailmankaikkeuden elämää kaikilla tasoilla.
Gordey Lesovik ja Andrey Lebedev. Kuva: MIPT
Vuosi sitten Moskovan fysiikan ja tekniikan instituutin tutkijat Venäjän tiedeakatemian teoreettisen fysiikan instituutin Gordey Lesovikin johdolla havaitsivat, että termodynamiikan toista lakia voidaan rikkoa kvantitasolla. Tämä avasi tien kuuluisan demonin Maxwellin kvantianalogin luomiseen - hypoteettiseen olentoon, joka lajittelee nopeat ja hitaat molekyylit.
Tämä ajatus sai tutkijat ajattelemaan, että sellaisia kvantti "demonia" voidaan käyttää koneen luomiseen, jonka hyötysuhde on 100%. Sen kehittämiseksi tiedemiehet ehdottavat kahden kvbittiparin käyttöä - kvanttitietokoneiden peruslaskennallisia moduuleja ja muistisoluja, jotka on kytketty toisiinsa kvantitasolla.
Lesovikin ja hänen kollegoidensa moottorin kviteetit suorittavat kaksi toimintoa - ne absorboivat lämpöä ja sallivat ylimääräisen entropian "teleportoida" järjestelmän ulkopuolelle pelaten Maxwellin demonin roolia. Tämän avulla laite voi tosiasiallisesti saavuttaa tilan, joka vastaa toisen tyyppistä jatkuvaa liikettä.
Mainosvideo:
Itse asiassa tämä laite ei tietenkään ole jatkuvaa liikettä - kuten Lesovik selittää, sen toiminnan kannalta on tarpeen päivittää jatkuvasti”demonisia” kvitejä, jotka puhdistavat entropiajärjestelmän jäähdyttämällä niitä erikoisella tavalla. Toisaalta tämä tapahtuu itse laitteen ulkopuolella, mikä sallii sanoa, että muodollisesti termodynamiikan toista lakia rikotaan kuitenkin sen sisällä.
Nyt Lesovik ja hänen kollegansa toteuttavat tätä ideaa käytännössä, luomalla samanlaisen jatkuvan liikkeen koneen, joka perustuu suprajohtaviin kviteihin - transmonoihin.
