Imaginez que vous versez du café dans le lait. Vous obtiendrez un mélange homogène des deux liquides, et chaque cuillère à soupe du mélange sera indiscernable de l’autre. Rien de nouveau. Mais pourquoi ce phénomène se produit-il? Pourquoi le lait et le café se mélangent-ils de cette manière au lieu de rester parfaitement séparés? La réponse à ces questions réside dans une loi fondamentale de la physique, le deuxième principe de la thermodynamique formulé par le grand scientifique Ludwig Botlzmann il y a plus d’un siècle.
L’une des idées les plus importantes de Boltzmann était de démontrer que tout système physique isolé évolue vers l’état d’un trouble maximal ou, étant plus précis, de «l’entropie maximale». L’entropie d’un système est la magnitude physique qui mesure le trouble, comptant le nombre de “modes” dans lesquels ce système spécifique peut être effectué. Il existe des façons infinies dont les molécules de lait et de café peuvent être mélangées pour former un lattéet seulement une manière dont ils peuvent rester bien rangés et séparés les uns des autres. Et selon Boltzmann, la nature choisira toujours d’aller dans la première direction.
Vous vous demanderez, qu’est-ce que le café avec le lait a à voir avec le temps quantique? Disons que les problèmes sont étroitement liés. Le deuxième principe de la thermodynamique établit un principe d’irréversibilité, c’est-à-dire qu’il n’admet qu’une adresse pour le passage du temps, celui dans lequel le passé va toujours avant l’avenir. Cependant, tous ces affrontements avec un autre fait: certaines des équations fondamentales de la physique, telles que les équations du mouvement de Newton, qui régissent la dynamique des objets macroscopiques, et l’équation de Schrödinger, qui régit le comportement des objets microscopiques, sont “symétriques” en respect de l’investissement temporel.
Cela implique que, au moins en principe, ces équations n’impliquent pas que le temps doit nécessairement couler vers l’avant; En fait, le temps n’a pas de direction privilégiée. D’où le problème: pourquoi partons-nous des équations dans lesquelles il y a une symétrie temporaire et atteignant un monde dans lequel la symétrie temporelle est brisée et une direction privilégiée est identifiée? La physique du Département de mathématiques et de physique de l’Université de Surrey, au Royaume-Uni, essaie de répondre à cette inconnue.
Le chat de Schrödinger survit 23 minutes, un nouveau record de physique quantique
Bien. Nous savons que “le chat” n’existe pas, mais c’est un record exceptionnellement long qui pourrait nous conduire à des appareils quantiques plus robustes.
À la recherche de temps quantique
Dans ses Article publié Dans le magazine Rapports scientifiquesL’équipe dirigée par l’italien Andrea Rocco a tenté de résoudre ce décalage parmi la dynamique microscopique; Le fait que les équations sont invariantes en ce qui concerne l’investissement du temps et la dynamique macroscopique, la direction privilégiée du temps consacrée dans le deuxième principe de la thermodynamique.
Premièrement, Ils ont examiné le comportement d’un objet quantique microscopique placé dans un bain thermique appelé infinité. Un bain thermique est un système si grand par rapport à l’objet quantique qui “ne ressent pas” les effets de l’objet lui-même. Par exemple, un électron qui se déplace dans l’univers. Les équations d’un tel système montrent que l’objet quantique dissipe l’énergie et les informations dans l’environnement, mais pas vice versa.
“Nous avons plus rigoureusement réexaminé les équations qui sortent de cette approche approximative. Montrer que ces équations restent invariantes en ce qui concerne l’investissement du temps.
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