Ирландские ученые обнаружили глубокую связь между одним из самых ярких свойств квантовой механики – квантовой запутанностью – и термализацией, то есть процессом, во время которого нечто приходит в состояние теплового равновесия с окружающей средой.
Термализация – процесс, известный нам из повседневного опыта. Пример это - остывающий до комнатной температуры кофе. Квантовая запутанность – дело другое, ее сложно даже представить. Однако иисследование специалистов из Тринити-колледжа Дублина показывает взаимосвязь этих явлений, пишет Phys.org.
Оказывается, выяснили ученые, квантовая запутанность не только странная, но и всепроникающая. И этот феномен можно использовать.
«Когда вы приготовили чашку кофе и поставили ее, она начинает остывать, пока не достигнет температуры окружающей среды. Это и есть термализация. В физике мы говорим, что этот процесс необратим - насколько нам известно, некогда горячий кофе не может сначала остыть, а потом магическим образом стать теплым», - рассказывает профессор Гоолд, руководитель исследовательской группы.
В статистической механике, которая изучает процесс термализации, есть различные пути, или ансамбли, которыми можно описать термализацию системы. Все они считаются эквивалентными, если система достаточно большая – то есть состоит из 10^23 атомов.
Однако, как показали ирландские физики, в этом процессе присутствует квантовая запутанность. Кроме того, его структура заметно отличается в зависимости от того, какой путь вы выбираете для описания своей системы.
Таким образом, физики открыли новый способ испытать на прочность важные постулаты статистической механики.
Вдобавок, эта идея универсальная и может быть применима к широкому спектру систем - от крошечных атомов до черных дыр.