Znajdź zawartość

W 2017 roku fizycy wykazali, że dokładność zegara kwantowego jest bezpośrednio proporcjonalna do tworzonej entropii. Teraz naukowcy z Wielkiej Brytanii i Austrii odkryli podobną zależność w przypadku nanoskalowego zegara klasycznego. Z opublikowanej pracy nie tylko dowiadujemy się, że pomiar czasu wymaga zwiększenia entropii, ale również, że związek pomiędzy dokładnością pomiaru a entropią może być uniwersalną cechą mierzenia czasu. Wyniki badań mogą mieć duże znaczenie dla nanoskalowych silników cieplnych oraz technologii, których działanie jest zależne od dokładnych pomiarów czasu. W systemach klasycznych badanie związku pomiędzy dokładnością pomiaru a entropią jest trudne, gdyż trudno jest śledzić wymianę ciepła i pracy. Naukowcy z University of Oxford, Lancaster University oraz Wiedeńskiego Centrum Kwantowej Nauki i Technologii stworzyli prosty optomechaniczny nanozegar, składający się z membrany poruszanej za pomocą pola elektrycznego. Membrana porusza się w górę i w dół, a każda zmiana pozycji wyznacza pomiar jednostki czasu. Zegar daje nam użyteczne dane wyjściowe – ciąg pomiarów – kosztem zwiększenia nieuporządkowania swojego otoczenia, które jest ogrzewane przez obwód podłączony do membrany. Nanoskalowy zegar był zbyt duży by analizować go z punktu widzenia mechaniki kwantowej. Był też fizycznie całkowicie różny od wcześniej badanych zegarów kwantowych. Mimo to naukowcy zauważyli w nim identyczny tym zależności pomiędzy dokładnością a entropią, jaki istnieje w zegarach atomowych. Związek pomiędzy dokładnością a entropią był też zgodny z opracowanym przez uczonych modelem teoretycznym. Potwierdziło to, że ten sam wzorzec dotyczy systemów klasycznych i kwantowych. Autorzy mówią, że – mimo iż badali związek między entropią a dokładnością dla jednej implementacji klasycznego zegara – uzyskane wyniki i ich podobieństwo do wyników zegarów atomowych sugerują, że mogą być one prawdziwe dla każdego zegara. Sugerują jednocześnie, by optymalny zegar definiować jako taki, który ma najwyższą możliwość dokładność przy jak najmniejszej dyssypacji, bez względu na budowę samego zegara. Natalia Ares z University of Oxford sugeruje, że badania pomiędzy entropią a dokładnością pomiaru mogą zostać wykorzystane do lepszego zrozumienia natury czasu i powiązanych z tym ograniczeń w wydajności nanoskalowych silników. « powrót do artykułu

Stephen Hawking, jeden z najwybitniejszych fizyków, autor m.in. "Krótkiej historii czasu", odsłonił na Cambridge University niezwykły zegar. Urządzenie do mierzenia czasu nie posiada wskazówek ani cyfr i jest dziełem doktora Johna Taylora. Na szczycie wielkiego złotego zegara o średnicy 122 centymetrów stoi wielki konik polny, który stopniowo "pożera czas". Pożeracz Czasu przesuwa się po obracającej się tarczy, a każdy jego krok wyznacza sekundę. Godziny, minuty i sekundy sygnalizowane są dzięki palącym się niebieskim światłom. Wskazują one prawidłowy czas raz na pięć minut. W międzyczasie światła służą ozdobie. Doktor Taylor sam był studentem Corpus Christi College w latach 50. ubiegłego wieku. Obecnie 72-letni wynalazca postanowił, jak sam mówi, "uczynić przemijanie czasu interesującym". Swój zegar uznaje za hołd złożony Johnowi Harrisonowi, XVIII-wiecznemu budowniczemu zegarów, który skonstruował pierwszy precyzyjny chronometr, dzięki czemu możliwe stało się precyzyjne określanie pozycji statków na morzu. Zwykłe zegarki ze wskazówkami są nudne - mówi Taylor. Chciałem by mierzenie czasu było interesujące. Chciałem też unaocznić, że czas działa destrukcyjnie, nie możemy odzyskać żadnej minuty, która przeminęła. To dlatego mój konik polny nie jest postacią z kreskówek Disneya. To żarłoczna bestia - dodaje. Skonstruowanie złotej tarczy zegara zajęło ośmiu inżynierom i rzemieślnikom aż 5 lat. Urządzenie można oglądać przed Corpus Christi College.