Ученые: между точностью измерения времени и энтропией может быть линейная связь

N+1Наука

Точность классических часов оказалась прямо пропорциональна темпу производства энтропии

Николай Мартыненко

Anna Pearson et al. / Physical Review X, 2021

Физики проанализировали и экспериментально измерили взаимосвязь между точностью наноразмерных классических часов и скоростью увеличения энтропии в ходе работы прибора — оказалось, что эти величины прямо пропорциональны друг другу. Поскольку та же зависимость ранее наблюдалась и для квантовых часов, это может указывать на фундаментальную линейную зависимость между точностью измерения времени и темпами производства энтропии. Статья опубликована в журнале Physical Review X.

В сегодняшней физике измерения времени являются рекордными по своей точности. Одни из лучших атомных часов ошибаются всего на одну секунду примерно за сотни миллионов лет работы — это на порядки лучше, чем относительная точность измерения физических констант и некоторых компьютерных арифметических вычислений (подробнее об устройстве, видах и точности часов можно узнать в материале «Квантовые технологии»).

Вместе с тем, на фундаментальном уровне интерпретация времени остается неясной. В уравнениях квантовой механики время выступает как внешний параметр, который допускает обращение своего направления, в теории относительности ход времени зависит от движения наблюдателя, и события не всегда удается однозначно разделить на прошлые и будущие по отношению друг к другу, в термодинамике — время как мера длительности процессов игнорируется, однако становится выделенным его направление.

Это направление задается вторым началом термодинамики, которое постулирует существование энтропии — функции, которую можно понимать как меру необратимости физического процесса, и устанавливает, что эта функция не убывает в изолированной системе. Такая связь времени и термодинамики может означать, что и точность часов будет некоторым образом зависеть от термодинамических затрат на их работу. Свидетельства этого несколько лет назад уже находили для квантовых приборов, однако для классических часов

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении