Второй закон термодинамики устанавливает существование энтропии как функции состояния термодинамической системы и вводит понятие абсолютной термодинамической температуры. В изолированной системе энтропия остаётся либо неизменной, либо возрастает. Одна из наиболее распространённых формулировок постулата второго начала термодинамики гласит, что теплота не может переходить самопроизвольно от более холодного тела к более тёплому.
Иными словами, невозможно создать тепловой двигатель, единственным результатом работы которого было бы превращение тепла в работу без компенсации, то есть без того, чтобы часть тепла была передана другим телам и, таким образом, безвозвратно утрачена для получения работы. Именно поэтому КПД теплового двигателя никогда не достигает 100 %.
МФТИ
Однако теперь физики описали квантовую тепловую машину, КПД которой может достигать 100 %. Она состоит из нескольких квантовых элементов — кубитов, которые могут находиться в состоянии квантовой запутанности друг с другом.
Оказалось, что в такой системе энтропия может снижаться, но этот процесс происходит без передачи тепловой энергии, за счёт явления квантовой запутанности. Важно также подчеркнуть, что второе начало термодинамики в таком «вечном двигателе» нарушается только локально, в рамках системы в целом законы физики остаются незыблемыми.
Подробнее об исследовании можно прочитать в материале МФТИ.
