فیزیکدانان تولید آنتروپی را در دو سیستم کوانتومی متوسط مقیاس مشاهده کرده و بیان می‌کنند که این سیستم‌ها تحت یک فرآیند برگشت ناپذیر هستند.
در روند پیوسته از کوانتوم تا کلاسیک، پارادوکسی وجود دارد. ماشین‌های کلاسیکی مثل وسایل گرمایشی نمی‌توانند در جهت عکس – که به طور موثری مثل یخچال‌ها کار می‌کنند – بدون انرژی اضافی انجام شوند. چنین سناریویی قانون دوم ترمودینامیک را نقض می‌کند. قانونی که طبق آن آنتروپی همیشه باید افزایش یابد. در مقابل، معادلات مکانیک کوانتومی نشان می‌دهند که فرآیندهای کوانتومی می‌توانند در جهت معکوس هم اجرا شوند. در حال حاضر، محققان در مورد چگونگی تطابق دادن این دو چارچوب مطمئن نیستند. به این ترتیب، ماتئو برونلی (Matteo Brunelli) از دانشگاه کمبریج در بریتانیا و همکارانش، به طور تجربی دو سیستم کوانتومی متوسط مقیاس را مطالعه کرده است: یک فرآیند چگالش بوز اینشتین از۱۰۰۰۰۰ اتم روبیدیوم و یک کاواک اپتومکانیکی با وزن کمتر از یک میلیونم گرم تشکیل شده است. آن‌ها هر کدام از سیستم‌ها را در تماس با حمام گرمایی نگه داشتند. آن ها در هر دو مورد، دریافتند که با جریان یافتن انرژی در داخل و خارج از سیستم، آنتروپی افزایش می یابد. این نتیجه نشان می‌دهد که سیستم‌های کوانتومی در مقیاس متوسط، مانند ماشین‌های کلاسیکی، به صورت غیر قابل برگشت تحول می‌یابند.
از آنجا که تولید آنتروپی را نمی‌توان مستقیما اندازه گیری کرد، گروه مذکور ابتدا یک چارچوب نظری برای محاسبه آنتروپی از طریق انرژی مطرح کرد. سپس آن‌ها از این چارچوب استفاده کردند تا تولید آنتروپی حاصل از تبادل انرژی بین BEC و دو حمام گرمایی و همچنین بین حفره و دو مخزن به دست آورند. با اندازه‌گیری انرژی این دو سیستم، آن‌ها دریافتند که آنتروپی در هر دو مورد افزایش می‌یابد. این تیم سیستم‌های گفته شده را مطالعه کرده است، زیرا از لحاظ ریاضیاتی مشابه با نوسانگرهای هارمونیک کوانتومی در تماس با حمام‌های گرمایی هستند. اعضای گروه بیان کرده‌اند که قصد دارند در آینده، برای مشاهده سیستم‌هایی که به سمت حالت تعادل حرکت می‌کنند، نظارت بر آنتروپی هر دو سیستم با رزولوشن زمانی دقیق‌تر انجام شود.
این تحقیق در http://Physical Review Letters منتشر شده است.
