En internationell grupp fysiker lyckades vända tiden för ett par sammankopplade partiklar. Forskare har visat att för kvantinterconnected qubits (kvantbitar) termodynamikens andra lag spontant bryts, enligt vilken i isolerade system går alla processer bara i riktning mot ökande entropi. Detta rapporteras i en förtryck publicerad i arXiv.org-arkivet.
Enligt termodynamikens andra lag går tiden bara i en riktning, vid vilken störning (entropi) ökar i makroskopiska system. Till exempel överförs värme från uppvärmda till kalla kroppar, men överförs aldrig från kalla kroppar till uppvärmda. Envägskraft förklaras i termer av statistik, eftersom det finns mycket fler tillstånd av störningar där organ kan vara än beställda. Vändningen av tidens pil, det vill säga övergången från störning till ordning, är alltså mycket mindre trolig.
I kvantsystem anses emellertid en sådan övergång vara genomförbar. Det visas att för ett system som består av två sammankopplade (korrelerade) qubits, som är partiklar med halvheltalsspinn, kan tidens pil ändra. Forskare som använder kärnmagnetisk resonans, där atomkärnorna absorberar elektromagnetisk energi, "värmde" båda qubits till olika temperaturer och ändrade energin i deras snurr. Därefter spårade fysiker experimentellt förändringar i sin temperatur och bestämde således riktningen på värmeflödet.
Kärnorna av kol-13 och väte i en kloroformlösning togs som qubits. Lösningen placerades i en superledande magnet, som genererade ett statiskt elektromagnetiskt fält riktat i längdriktningen. Det sammankopplade partikelsystemet manipulerades med användning av tvärgående radiofrekvensfält. Forskare har spårat processen för energiöverföring mellan kärnor på en skala av flera millisekunder, vilket är mycket mindre än den tid det tar för korrelation att bryta ner.
Forskarna fann att i tidpunkten då partiklarna inte är sammankopplade har tidens pil den vanliga riktningen. En kall kvbit värmdes upp och en varm kyldes. I fallet när qubitsna var korrelerade, det vill säga kvanttrassling, flödade värmen spontant i motsatt riktning. Enligt forskare bör detta fenomen också förekomma i system som består av ett större antal sammankopplade partiklar.
