Sistemas quânticos que respeitam a segunda lei da termodinâmica

Maquinas clássicas como aquecedores não conseguem trabalhar ao contrário e funcionar como um refrigerador, pois isto violaria a segunda lei da termodinâmica que diz que a entropia deve sempre aumentar, porém as equações da mecânica quântica dizem que os processos quânticos podem ocorrer ao contrário, por conta disto os pesquisadores não sabem como fazer as duas estruturas concordarem.

Ao se deparar com tal problema, Matteo Brunelli, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, junto com sua equipe, realizou experimentos com dois sistemas quânticos de escala intermediaria, sendo um condensado de Bose-Einstein e uma cavidade optomecânica, os sistemas foram colocados em contato com dois reservatórios de calor, e em ambos os casos foi observado que a entropia aumentava, indicando que sistemas quânticos de escala intermediaria se comportam de forma similar a máquinas clássicas.

A entropia não pode ser medida diretamente, assim fazendo se necessário primeiro desenvolver junto com os cálculos de dois brasileiros da equipe, Fernando Semião e Gabriel Landi uma estrutura teórica para calcular a entropia, ao usar a estrutura desenvolvida para calcular a entropia dos dois sistemas, foi possível observar que a entropia aumentava em ambos, mostraram que essas transformações são irreversíveis.

Entender como é a produção de entropia em processos quânticos irreversíveis, pode contribuir para que esses processos ajudem a refrigerar computadores quânticos no futuro.

Para saber mais sobre as transformações irreversíveis em objetos quânticos acesse:

physics.aps.org: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.121.160604

www.sbfisica.org.br: http://www.sbfisica.org.br/v1/home/index.php/pt/destaque-em-fisica/809-experimentos-registram-transformacoes-irreversiveis-em-objetos-no-limiar-do-mundo-quantico

sites acessados em 15/11/2018