Pomiar czasu wyjdzie poza granice entropii. Ta metoda łamie znane zasady

Jedna z takich metod opiera się na zegarze, który mógłby działać bez jakichkolwiek przesunięć przez… 300 miliardów lat. To wystarczająco długo, by Ziemia, Układ Słoneczny a zapewne i cała nasza galaktyka zdążyły kilkukrotnie zakończyć swoje istnienie. Tylko po co komu aż tak wysoki stopień precyzji? 

Czytaj też: Mamy to! Rekord świata precyzji obliczeń kwantowych

Zacznijmy od tego, że kluczową rolę w tego typu innowacjach odgrywa fizyka kwantowa. Oczywiście jej prawa nie są całkowicie “rozciągliwe” i mają swoje ograniczenia. Każdy układ warunkuje przynajmniej minimalny poziom niepewności, a żeby zwalczać wszelkie niedokładności potrzeba dodatkowej energii. A czy da się osiągnąć ten sam cel bez narażania się na jego konsekwencje?

Żeby tego dokonać członkowie międzynarodowego zespołu, złożonego z naukowców z Austrii, Szwecji oraz Malty, postanowili zastosować wyjątkowo oryginalne podejście. Kluczowe okazało się wykorzystanie  dwóch różnych skal czasu. Pierwsza działała w granicach fizyki kwantowej, natomiast druga: w odniesieniu do zjawisk generujących entropię. O rezultatach wdrożenia tej śmiałej strategii czytamy na łamach Nature Physics.

Jak wyjaśniają autorzy badań, na skuteczność zegarów składają się dwa główne elementy, czyli generator podstawy czasu, na przykład w postaci wahadła oraz licznik, który określa, ile jednostek czasu zdefiniowanych przez generator podstawy czasu upłynęło. 

Zegary w czasie funkcjonowania dodają entropię do wszechświata, choćby w postaci ciepła generowanego wraz z ruchem wskazówek zegara. Rosnąca precyzja w równym stopniu zwiększa entropię, co jest konsekwencję drugiej zasady termodynamiki. I właśnie w ramach nowej strategii udało się sprawić, że do układu nie jest wprowadzają entropia. 

Czytaj też: Naukowcy złamali prawa fizyki? Niezwykły eksperyment z kulką wprawił ich w osłupienie

Jak dodają autorzy, opracowali szybki proces, który nie wywołuje entropii, dzięki czemu emisja drugą zasadę termodynamiki. Jeśli dotychczasowe doniesienia się potwierdzą, to będzie to stanowiło wstęp do rozwoju wyjątkowo precyzyjnych urządzeń pomiarowych.