Um grupo internacional de físicos conseguiu reverter o curso do tempo para um par de partículas interconectadas. Os pesquisadores mostraram que, para qubits qubits interconectados (bits quânticos), a segunda lei da termodinâmica é violada espontaneamente, de acordo com a qual, em sistemas isolados, todos os processos vão apenas na direção de aumentar a entropia. Isso é relatado em um pré-impressão publicado no repositório arXiv.org.
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o tempo vai apenas em uma direção, na qual a desordem (entropia) aumenta nos sistemas macroscópicos. Por exemplo, o calor é transferido de corpos aquecidos para frios, mas nunca transferido de corpos frios para aquecidos. A unidirecionalidade é explicada em termos de estatísticas, uma vez que existem muito mais estados de desordem em que os corpos podem existir do que os ordenados. A reversão da flecha do tempo, ou seja, a transição da desordem para a ordem, é, portanto, muito menos provável.
No entanto, em sistemas quânticos, tal transição é considerada viável. É mostrado que, para um sistema que consiste em dois qubits interconectados (correlacionados), que são partículas com spin meio-inteiro, a seta do tempo é capaz de se inverter. Cientistas usando ressonância magnética nuclear, na qual os núcleos dos átomos absorvem energia eletromagnética, "aqueceram" ambos os qubits a temperaturas diferentes, alterando a energia de seus spins. Depois disso, os físicos rastrearam experimentalmente as mudanças em sua temperatura e, assim, determinaram a direção do fluxo de calor.
Os núcleos de carbono-13 e hidrogênio em uma solução de clorofórmio foram considerados qubits. A solução foi colocada dentro de um ímã supercondutor, que gerou um campo eletromagnético estático longitudinal. O sistema de partículas interconectadas foi manipulado usando campos transversais de radiofrequência. Os cientistas rastrearam o processo de transferência de energia entre os núcleos em uma escala de vários milissegundos, que é muito menos do que o tempo que leva para a correlação ser quebrada.
Os pesquisadores descobriram que na condição em que as partículas não estão interconectadas, a seta do tempo tem a direção usual. Um qubit frio aqueceu e um quente resfriou. No caso em que os qubits foram correlacionados, ou seja, quantum emaranhado, o calor fluiu espontaneamente na direção oposta. Segundo os cientistas, esse fenômeno também deve ocorrer em sistemas compostos por um número maior de partículas interconectadas.
