Второй закон термодинамики — быть может, один из самых «основополагающих» физических законов. Его существованием можно объяснить огромное количество явлений во Вселенной, вплоть до существования самого времени в привычном нам понимании. Считается, что этот закон управляет реальностью на всех уровнях. Однако специалисты, представляющие МФТИ и РАН, высказали предположение, что в квантовом мире второй закон термодинамики может нарушаться.
Второй закон термодинамики подразумевает, что в любой замкнутой системе энтропия, то есть неупорядоченность, может только увеличиваться, но не уменьшаться. В масштабах Вселенной это имеет непосредственное отношение к движению времени вперёд, а также представляет собой одну из причин, по которым невозможно создать вечный двигатель.
Считается, что второе начало термодинамики является абсолютно нерушимым правилом, однако в различное время некоторые специалисты подвергали эту мысль сомнению. Внимание специалистов из России привлекла так называемая Н-теорема, сформулированная в 1870 годах известным австрийским физиком Людвигом Больцманом и описывающая процесс роста энтропии в замкнутой системе. В рамках классической физики доказать эту теорию до сих пор не удавалось, однако исследователи предположили, что она может быть истинной с точки зрения квантовой физики. Некоторые теоретические выводы уже свидетельствуют в пользу такого предположения: учёные предполагают, что энтропия системы может падать без передачи тепловой энергии извне, если поместить заряженную частицу в коридор с двумя выходами из него, у каждого из которых установлен источник магнитного поля, с которым взаимодействует спин частицы.
Объясняя, что это означает по сути, Гордей Лесовик из Московского физико-технического института прибегает к образу Золушки, которую мачеха заставляет разобрать перемешанную чечевицу и горох. Подобное действие представляет собой снижение энтропии в системе, поэтому «классическая Золушка в изолированной системе» с такой задачей справиться бы не могла, а «квантовая» — могла бы.
Своё исследование учёные представили на страницах научного журнала Scientific Reports.