Cientistas descobrem como quebrar a segunda lei da termodinâmica

9 de fevereiro de 2017 Ígor Rôzin, Gazeta Russa
Cientistas descobriram o que na física foi chamado de “demônio de Maxwell”. De acordo com esse modelo, um organismo poderia alterar a entropia de um sistema isolado, o que contraria as leis da física. Novos experimentos devem ocorrer em breve, segundo pesquisadores.
Equipe descobriu que a entropia pode decair em sistemas quânticos Foto:Marina Listseva/TASS

Um grupo de cientistas de vários países sob a coordenação de Gordey Lesovik, pesquisador-chefe do Laboratório de Teoria da Informação Quântica do IFTM (Instituto de Física e Tecnologia de Moscou) e do Instituto L.D. Landau de Física Teórica da Academia Russa de Ciências, descobriu que a entropia pode decrescer em sistemas quânticos. O resultado do estudo foi publicado no jornal “Scientific Reports” do grupo “Nature”.

“Nós descobrimos o 'demônio de Maxwell', que pode reduzir a entropia no sistema”, Lesovik afirmou.

O "demônio de Maxwell" foi uma criatura mítica inventada pelo físico britânico James Clerk Maxwell na segunda metade do século 19 com o intuito de explicar o paradoxo da segunda lei da termodinâmica. O demônio deveria elevar a ordem de um sistema, o que, de acordo com as leis da física, não poderia ocorrer em um sistema isolado.

Nova rodada de experimentos em breve

Em 1870, Ludwig Boltzmann formulou o princípio do crescimento da entropia (desordem) em seu teorema H, que postulava que o valor da entropia em um sistema fechado pode apenas crescer ou permanecer constante. Por um longo período, esse teorema não pode ser provado no âmbito da física estatística tradicional sem restrições adicionais.

Depois de estabelecida a mecânica quântica, cientistas sugeriram que o teorema H tinha raízes no mundo quântico. Na teoria da informação quântica, foram obtidos resultados importantes que descrevem as condições de quando a entropia de um sistema não diminui.

O grupo liderado por Lesovik formulou pela primeira vez o teorema H na linguagem da física quântica e durante vários anos tentou encontrar a prova desse teorema. Como resultado, os pesquisadores descobriram condições nas quais a segunda lei da termodinâmica pode ser localmente violada. Isso pode acontecer em sistemas quânticos de tamanho relativamente pequeno, mas macroscópico, medindo alguns centímetros ou mesmo metros.

A diferença entre a abordagem clássica e a abordagem quântica é que na física clássica, a redução da entropia está conectada à transmissão de energia térmica, enquanto no mundo quântico a redução da entropia pode ocorrer sem transferência de energia, mas devido ao entrelaçamento quântico.

De acordo com Lesovik, os pesquisadores estão planejando realizar experimentos em um futuro próximo para verificar o efeito. Essas experiências vão abrir a porta para a criação de um novo tipo de refrigeradores quânticos e geradores de energia.

Com as agências de notícias

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