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    Caracterizando a seta do tempo em sistemas quânticos abertos

    Crédito CC0:domínio público

    Mesmo no estranho mundo dos sistemas quânticos abertos, a seta do tempo aponta continuamente para frente - na maioria das vezes. Novos experimentos conduzidos na Washington University em St. Louis comparam as trajetórias de avanço e reverso de circuitos supercondutores chamados qubits, e descobrir que eles seguem a segunda lei da termodinâmica. A pesquisa foi publicada em 9 de julho na revista. Cartas de revisão física .

    "Quando você olha para um sistema quântico, o ato de medir geralmente muda a maneira como se comporta, "disse Kater Murch, professor associado de física em artes e ciências. “Imagine iluminar 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 ao contrário?" Ele e sua equipe, incluindo Patrick Harrington, um estudante de pós-graduação em física e primeiro autor do artigo, levou essa pergunta para o laboratório - onde seu trabalho faz parte do novo Center for Quantum Sensors.

    "Vimos filmes microscópicos do movimento de um sistema quântico durante a medição, e perguntou se os filmes pareciam mais prováveis ​​quando reproduzidos para frente ou para trás; esta comparação pode ser usada para determinar se a entropia aumenta ou não, "Murch disse." Descobrimos que, mesmo em escala microscópica, a segunda lei parece valer:a entropia geralmente aumenta.

    "Esse aumento acontece porque olhamos para ele - o processo de fazer o filme aparentemente cria a flecha do tempo, " ele disse.

    O grupo de pesquisa de Murch está focado na compreensão e controle de sistemas quânticos abertos. Enquanto os objetos do dia-a-dia obedecem às leis da mecânica clássica, partículas únicas 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.

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