Anche nello strano mondo dei sistemi quantistici aperti, la freccia del tempo punta costantemente in avanti, la maggior parte delle volte. Nuovi esperimenti condotti alla Washington University di St. Louis confrontano le traiettorie avanti e indietro di circuiti superconduttori chiamati qubit, e scopri che seguono la seconda legge della termodinamica. La ricerca è pubblicata il 9 luglio sulla rivista Lettere di revisione fisica .

"Quando guardi un sistema quantistico, l'atto di misurare di solito cambia il modo in cui si comporta, "ha detto Kater Murch, Professore Associato di Fisica in Arti e Scienze. "Immagina di far brillare la luce su una piccola particella. I fotoni finiscono per spingerla in giro e c'è una dinamica associata al solo processo di misurazione.

"Volevamo scoprire se queste dinamiche hanno qualcosa a che fare con la freccia del tempo, il fatto che l'entropia tende ad aumentare col passare del tempo".

In un video correlato, Murch chiede, "I film quantistici sembrano divertenti quando li riproduci al contrario?" Lui e la sua squadra, compreso Patrick Harrington, uno studente laureato in fisica e primo autore dell'articolo, ha portato la domanda in laboratorio, dove il loro lavoro fa parte del nuovo Centro per i sensori quantistici.

"Abbiamo esaminato i filmati microscopici del movimento di un sistema quantistico durante la misurazione, e ha chiesto se i film sembravano più probabili se riprodotti in avanti o all'indietro; questo confronto può essere utilizzato per determinare se l'entropia aumenta o meno, " ha detto Murch. "Abbiamo scoperto che anche su scala microscopica, la seconda legge sembra reggere:l'entropia generalmente aumenta.

"Questo aumento avviene perché lo osserviamo:il processo di realizzazione del film crea apparentemente la freccia del tempo, " Egli ha detto.

Il gruppo di ricerca di Murch è concentrato sulla comprensione e il controllo dei sistemi quantistici aperti. Mentre gli oggetti quotidiani obbediscono alle leggi della meccanica classica, le singole particelle di luce o materia seguono invece le leggi della fisica quantistica. Ma queste particelle non sono facilmente isolate, e non appena interagiscono con il mondo esterno perdono le loro proprietà quantistiche.