Precizia maximă a unui ceas este direct legată de entropia creată de către acesta la fiecare bătaie.
Natalia Ares și colegii acesteia din cadrul Universității din Oxford au făcut această descoperire folosind un ceas care prezenta o acuratețe controlabilă. Ceasul era alcătuit dintr-o membrană cu o grosime de 50 nanometri, care era confecționată din nitrură de siliciu și care vibra în urma aplicării unui curent electric. De fiecare dată când membrana s-a deplasat în sus și în jos o dată și apoi a revenit la poziția sa inițială, cercetătorii au numărat o bătaie, iar regularitatea distanței dintre bătăi a reprezentat acuratețea ceasului.
Cercetătorii au descoperit faptul că, pe măsură ce aceștia au crescut acuratețea ceasului, căldura produsă în sistem a crescut. În consecință, entropia din jurul dispozitivului s-a mărit, acest lucru având loc din cauza împingerii particulelor din apropiere. „Precizia ridicată a unui ceas vine și cu efecte secundare. Prin măsurarea timpului, creștem entropia din univers”, a declarat Ares. Cu cât există mai multă entropie în univers, cu atât acesta poate fi mai aproape de eventuala sa dispariție. „Poate ar trebui să nu mai măsurăm timpul. Cu toate acestea, entropia suplimentară este neglijabilă”, a adăugat ea.
„Creșterea entropiei în cronometrarea timpului poate fi legată de așa-numita săgeată a timpului”, a declarat Marcus Huber din cadrul Academiei Austriece de Științe din Viena, care a făcut parte din echipa de cercetare. Anterior, s-a sugerat faptul că motivul pentru care timpul curge doar într-un sens se datorează faptului că entropia totală din univers este într-o continuă creștere. Acest lucru determină crearea unei tulburări continue.
Relația descoperită de către cercetătorii se referă la existența unei limite în ceea ce privește precizia unui ceas. Așadar, asta nu înseamnă că un ceas care creează o entropie maxim posibilă prezintă o acuratețe maximă. „Acest fenomen se aseamănă cu consumul de combustibil al unei mașini. Doar pentru că o mașină folosește mai mult combustibil, asta nu înseamnă că acel vehicul se deplasează mai rapid sau pe o distanță mai mare”, a declarat Huber.
Atunci când cercetătorii au comparat rezultatele cu modelele teoretice dezvoltate pentru ceasurile care se bazează pe efecte cuantice, aceștia au fost surprinși să constate că relația dintre acuratețe și entropie părea să fie aceeași pentru ambele. „Cred că aceste descoperiri sugerează o universalitate a modului în care legile termodinamicii se aplică ceasurilor”, a declarat Ares.
Cu toate acestea, oamenii de știință nu pot fi siguri că aceste rezultate sunt, de fapt, universale, deoarece există multe tipuri de ceasuri pentru care relația dintre acuratețe și entropie nu a fost testată. „Încă nu este clar modul în care acest principiu este valabil în cazul dispozitivelor reale, precum ceasurile atomice, care împing limitele cuantice ale preciziei”, a declarat Mark Mitchison din cadrul Colegiului Trinity din Dublin, Irlanda.
„Înțelegerea acestei relații ar putea fi utilă pentru proiectarea viitoarelor ceasuri, în special a celor utilizate în cadrul computerelor cuantice și alte dispozitive în care atât precizia, cât și temperatura sunt cruciale”, a declarat Ares.
De asemenea, această descoperire ar putea ajuta la înțelegerea modului în care lumea cuantică și lumea clasică sunt similare și diferite în ceea ce privește termodinamica și trecerea timpului.
