Grupo cria 'demônio de Maxwell' para sistema quântico

Destaque em Física, semana de 05 de janeiro de 2017

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No século 19, James Clerk Maxwell imaginou um "demônio" que fosse capaz de separar partículas num gás de acordo com sua energia térmica – e assim contrabalançar a segunda lei da termodinâmica, que indica que o grau de entropia de um sistema sempre cresce.

Durante muito tempo, um mecanismo como esse foi tido como paradoxal, mas isso não impediu os cientistas de tentarem. Eventualmente, eles conseguiram criar versões do demônio de Maxwell tanto para experimentos clássicos quanto quânticos, que fossem capazes de preservar o estado entrópico de um sistema e impedir seu crescimento.

Contudo esses avanços estavam limitados a sistemas em equilíbrio termodinâmico, em que as condições não encorajavam o aumento da entropia. Agora um avanço notável vem de um estudo realizado por pesquisadores brasileiros.

Em artigo publicado no "Physical Review Letters" em 5 de dezembro de 2016, Roberto M. Serra e seus colegas da Universidade Federal do ABC, em Santo André (SP), e do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio de Janeiro, apresentaram um demônio de Maxwell eficiente num sistema quântico fora de equilíbrio termodinâmico. O experimento em si foi conduzido no CBPF, executado pelo doutorando John P.S. Peterson.

"O demônio é implementado experimentalmente como uma memória quântica de spin-1/2 que adquire informação, e a emprega para controlar a dinâmica de outro sistema de spin-1/2, por meio de uma interação natural", escreveram os pesquisadores.

O artigo recebeu destaque no site Physics, da APS, e foi indicado como Sugestão do Editor pelo PRL.

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