Termondinâmica irreversivel até mesmo no mundo da física quântica

Termondinâmica irreversivel até mesmo no mundo da física quântica

3 de Dezembro de 2015 0 Por Catarina

De acordo com uma equipa de pesquisadores da Universidade Federal do ABC (Brasil), os processos termodinâmicos não podem ser revertidos, nem sequer num sistema quântico. 

Este avanço de Tiago Batalhão e da sua equipa, além de explicar um aspeto fundamental do universo, influencia também a forma como os sistemas de computação quântica são projetados.

Os mundos macroscópicos e microscópicos operam atualmente com dois padrões diferentes – a relatividade geral governa o mundo macroscópico, enquanto a física quântica rege ao microscópico.

Na macro visão do mundo, os processos termodinâmicos (entrópicos) só se movem numa direção. Ou seja, usando uma analogia ovo, você não pode descoser um ovo e muito menos pô-lo de volta na sua casca e selar as fissuras.

No mundo subatómico, muitos desses processos são revertíveis, ou pelo menos é o que se pensava antes deste estudo.

A experiência mediu a variação de entropia dentro de um sistema fechado de átomos de carbono-13, submersos em clorofórmio líquido, enquanto estes são submetidos a um campo magnético oscilante.

A ideia é que polarizar o campo deve causar uma rotação nuclear dos átomos, girando numa direção, enquanto que a inversão da polaridade do campo faria com que a sua rotação passassem a girar no sentido oposto.

Se este processo fosse em tempo-simétrico como pensávamos, a rotação dos átomos deveriam girar para trás e para a frente sem problema e regressar ao seu estado inicial, assim que o íman fosse desligado.

No entanto, esta pesquisa percebeu que a rotação dos átomos não conseguiam acompanhar a taxa de oscilação do íman e alguns poderiam, eventualmente, sair de sincronia com os seus vizinhos.

Isto significa que a entropia dentro do sistema fechado foi aumentando, o que é justamente o efeito oposto ao esperado. Assim, temos a prova que os processos termodinâmicos não são reversível no nível quântico, revelando ainda uma desconexão com as leis atuais da física.

A pesquisa está longe de estar terminada e têm a expectativa de utilizar esta descoberta em sistemas de computação quântica práticos.