Абсолютный ноль — предельно низкая температура, которую нельзя достичь из-за законов физики, ограничивающих нулевые колебания во Вселенной. Однако международная группа физиков предложила новую стратегию для приближения к абсолютному нулю, используя квантовую сложность системы.
Чтобы охладить элементарные частицы, ученые должны отбирать у них энергию до тех пор, пока имеются доступные ресурсы и время. Однако, абсолютный ноль (-273,15 °C) недостижим в реальном мире из-за ограничений по энергии и времени. В любой системе всегда остаются нулевые колебания, указывающие на температуру, отличную от абсолютного нуля. Но теперь ученые предлагают использовать квантовую сложность системы для охлаждения материи
Квантовая сложность возникает из принципа неопределенности, согласно которому невозможно одновременно знать две взаимоисключающие характеристики квантовой системы. Исследователи предположили, что измерение координат частицы приводит к полной остановке и достижению состояния, аналогичного абсолютному нулю. Все квантовые детали стираются, и согласно принципу Ландауэра, потеря одного бита данных приводит к выделению энергии. Таким образом, система теряет энергию и охлаждается еще сильнее. Чем сложнее квантовая система, тем больше она несет информации и тем сильнее охлаждается при измерении квантовых свойств.
Это открытие роли сложности квантовой системы предоставляет новый взгляд на способы приближения к абсолютному нулю, хотя и по-прежнему остается практически недостижимым. В долгосрочной перспективе, данный подход может способствовать открытию новых явлений в квантовой физике, а также разработке новых материалов и технологий.
Маркус Хубер из Венского технологического университета в Австрии, один из участников проекта, заявил: «Мы обнаружили, что можно определить квантовые системы, которые позволяют достичь абсолютного основного состояния даже при конечной энергии и за конечное время — никто из нас этого не ожидал».
Возможно, повышение сложности квантовых систем будет еще одним методом для приближения к абсолютному нулю или, по крайней мере, ускорения движения в этом направлении
