Второй закон термодинамики не работает в квантовом мире

Закон неубывания энтропии в замкнутых системах, который является одной из формулировок знаменитого второго начала термодинамики.

Ученые под руководством ведущего научного сотрудника Лаборатории квантовой теории информации МФТИ и Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН Гордея Лесовика выяснили, что энтропия может убывать в квантовых системах.

"Мы нашли квантового демона Максвелла, который может уменьшить энтропию в системе", - заявил Лесовик.

Демон Максвелла - мифическое существо, придуманное британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом во второй половине XIX века для того, чтобы объяснить парадокс второго начала термодинамики. Демон должен был повышать упорядоченность системы, которая, в соответствии с законами физики, в изолированной системе возрастать не может.

В 70-е годы позапрошлого века принцип роста энтропии (неупорядоченности) был сформулирован Людвигом Больцманом, считавшим, что величина энтропии в замкнутой системе либо растет, либо остается постоянной. Длительнок время эту теорему не удавалось доказать в рамках традиционной статистической физики без привлечения дополнительных ограничений.

Группа под руководством Лесовика обнаружила условия, при которых второй закон термодинамики может локально нарушаться, это может происходить в квантовых системах относительно небольшого размера - сантиметрах и даже метрах.

По словам Лесовика, эксперимент откроет возможность создания квантовых холодильников и двигателей нового типа.