Esta es una de las leyes más importantes de la naturaleza que conocemos: la segunda ley de la termodinámica dice que cuando juega oportunidades aleatorias, el mundo se vuelve aún más caótico. O, más claramente, esa entropía debe aumentar en cada sistema cerrado. Las estructuras ordenadas pierden su orden, los cristales de hielo regulares se convierten en agua, el jarrón de porcelana se divide en cobertizos. Sin embargo, a primera vista, la física cuántica no parece estar obedeciendo esta regla: matemáticamente hablando, la entropía es siempre la misma en el sistema cuántico.
Un equipo de investigación de dos victorias ahora ha visto este aparente conflicto de cerca y ha podido mostrarlo: depende del tipo de entropía que vea. Si define la idea de entropía de tal manera que sea compatible con el concepto inicial de física cuántica, no hay conflicto entre la física cuántica y la termodinámica. El TIPRP también se ordena inicialmente en los sistemas cuánticos ordenados hasta que alcanza el estado final del trastorno.
Empresario y dirección del período
No es completamente correcto equiparar la ‘entropía’ con ‘trastorno’. Después de todo, lo que comprende por el “desorden” puede ser subjetivo, pero la entropía se puede definir definitivamente con ecuaciones matemáticas.
“La entropía es una medida de un sistema en una situación especial y muy especial, el sistema tiene menos entropía, o es en muchos estados que se ven menos, es la altura de él”, es la altura del “Instituto de Profesor de Vinos de TU Marcus Hubber explica desde el Instituto de Física Atómica y Subtmo. Si comienza con un estado muy específico, por ejemplo, una caja llena de bolas que están dispuestas exactamente por color, si mueve un poco la caja, se desarrollará un estado mixto de entropía más alto con el tiempo. Son solo unos pocos estados ordenados, pero muchos son igualmente caóticos.
“Desde un punto de vista físico, esto define la dirección del tiempo”, dice Max Lock (Tu Wyen). “En el pasado, la entropía era baja; el futuro donde la entropía es más alta”. Sin embargo, Quantum ha enfrentado un problema en la física aquí: el matemático y físico John Von Newman pudo mostrar: en la ley de física cuántica, la entropía en el sistema cuántico no puede cambiar en absoluto. Si tiene información completa sobre un sistema cuántico, la ‘entropía von Newman’ que se llama SO es siempre la misma; Es imposible decir si el tiempo avanza o hacia atrás, cada punto de tiempo es tan bueno como cualquier otro físicamente.
Solo conocemos algunas partes de la información.
“Pero esta perspectiva deja algo importante”, dice Tom Revlimin (Tu Vienna). “En la física cuántica, en realidad no puede tener información completa sobre un sistema que podemos elegir el sistema que queremos medir: un llamado observable, esta es la posición de una partícula o su posición es la posición de una partícula es nuestra medición potencial Los resultados dicen las posibilidades de lograr.
Incluso si conocemos las posibilidades, el verdadero resultado de una medida particular sorpresas. Este elemento de sorpresa debe incluirse en la definición de entropía. En lugar de calcular la entropía von Newman para todas las condiciones cuánticas de todo el sistema, puede calcular una entropía para una observación específica. El primero no cambiará con el tiempo, sino más tarde.
Este tipo de entropía se llama ‘entropía Shannon’. Depende de las posibilidades con las que se miden diferentes valores potenciales. “Se puede decir que la entropía de Shannon es una medida de cuánta información obtiene de la medida”, dijo el Florian Miar (Tu Wyen). “Si solo hay una medida posible que ocurre con una confirmación del 5%, entonces la entropía de Shannon es cero, no se sorprenderá al ver el resultado, no aprenderá nada de él.
El trastorno cuántico crece sobre todo
El equipo de investigación ahora ha podido demostrar que si comienza con un estado de baja entropía de Shannon, este tipo de entropía crece en un sistema cuántico cerrado hasta que se acerca a la más alta calidad, al igual que el sistema se conoce desde clásico hasta termodinámica . Cuanto más tiempo sea, más oscuros son los resultados de la medición y la sorpresa lo que puede sorprenderse al observar. Ahora se ha probado matemáticamente y también está confirmado por simulaciones por computadora que describen el comportamiento de varias partículas que interactúan.
“Nos muestra que la segunda ley de la termodinámica también es cierta en un sistema cuántico que está completamente desconectado de su entorno, debe hacer la pregunta correcta y usar una definición adecuada de entropía”, dijo Marcus Hubber.
Si está investigando sistemas cuánticos que están formados por muy pocas partículas (por ejemplo, un átomo de hidrógeno con solo unos pocos electrones), pero estas consideraciones nacionales son irrelevantes. Sin embargo, hoy, especialmente sobre las aplicaciones técnicas modernas de la física cuántica, a menudo enfrentamos el desafío de describir los sistemas cuánticos con muchas partículas. “Para describir este sistema de múltiples partículas, es esencial conciliar la teoría cuántica con la termodinámica”, dice Marcus Hubber. “Es por eso que también queremos utilizar nuestra investigación inicial para sentar las bases de las nuevas tecnologías cuánticas”.