A teoria da termodinâmica nos ajuda a descrever sistemas complexos utilizando poucos parâmetros como a temperatura, no entanto a teoria clássica da termodinâmica só apresenta um bom funcionamento em sistemas que estão próximos do equilíbrio térmico. Com o frequente avanços da nanotecnologia e computação quântica é de grande interesse estender a termodinâmica para sistemas que funcionem longe do equilíbrio térmico e na escala microscópica.

Recentemente alguns pesquisadores apresentaram estudos que mostram como utilizar a coerência quântica para determinar o trabalho de uma máquina térmica quântica. Primeiramente os pesquisadores generalizaram a primeira e segunda lei da termodinâmica em reservatórios térmicos que possuem um pouco de coerência quântica.

O modelo construído pela equipe trata-se de um simples modelo colisional, onde os reservatórios da máquina são descritos como uma fila que interagem um a um com o sistema, cada reservatório é descrito por um estado quântico que possui coerência. Os físicos perceberam que mesmo interagindo com apenas um reservatório o sistema gera trabalho, o que contradiz a segunda lei da termodinâmica formulada por Kelvin que diz que a máquina precisa minimamente interagir com dois reservatórios de temperaturas diferentes para funcionar, porém não viola a formulação moderna da segunda lei da termodinâmica.

O trabalho produzido pela máquina é limitado pela coerência quântica que cada reservatório perde ao interagir com o sistema, o que quer dizer que a perda de coerência gera trabalho, o que pode ser interessante para futuras aplicações.

Para saber mais acesse:

sbfisica.org: http://www.sbfisica.org.br/v1/home/index.php/pt/destaque-em-fisica/982-maquinas-termicas-movidas-a-coerencia-quantica

Site acessado: 20/10/2019