Investigadores del Instituto de Física Teórica de la Academia Rusa de Ciencias encontraron que la segunda ley de la termodinámica se puede transgredir en el nivel cuántico.

Científicos rusos han encontrado una manera de crear un dispositivo cuántico que transgrede la segunda ley de la termodinámica y tiene una eficiencia cercana al 100%, según la revista Physics Review A.

El segundo principio de la termodinámica expresa que la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse con el paso del tiempo. La entropía es una magnitud física que mide el grado de organización del sistema y la dispersión irreversible de energía.

"Cualquier motor comprende un calentador, que en realidad es una fuente de energía, y un refrigerador, la tarea del cual consiste en el enfriamiento del motor. El refrigerador reduce la entropía del motor y por lo tanto inevitablemente pierde energía térmica obtenida del calentador. Por lo tanto, la eficiencia del motor térmico nunca alcanza el 100%", explica el investigador de la Universidad técnica de Zúrich y el Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MFTI, por sus siglas en ruso), Andréi Lébedev.

El principio de la entropía se considera una regla inviolable que rige la vida de todo nuestro universo a todos los niveles, y es precisamente la que no permite crear un móvil perpetuo.

No obstante, los investigadores del MFTI dirigidos por Gordéi Lesovik, del Instituto de Física Teórica de la Academia Rusa de Ciencias, encontraron que la segunda ley de la termodinámica se puede transgredir en el nivel cuántico. Esto abrió el camino para un análogo cuántico del famoso 'demonio de Maxwell' —una criatura imaginaria que clasifica moléculas rápidas y lentas—. El demonio de Maxwell también se conoce como paradoja de Maxwell y es uno de los pilares de la filosofía de la física térmica y estadística.

Esta idea ha llevado a los científicos a pensar en un 'demonio cuántico' que se pueda utilizar para crear una máquina cuya eficiencia se acerca al 100%. Para su desarrollo, proponen usar dos pares de cúbits —módulos de cálculo básicos y células de memoria de los ordenadores cuánticos, vinculados a nivel cuántico—.

Los cúbits en el "móvil perpetuo de Lesovik" desempeñan dos papeles: absorben el calor y permiten transportar el exceso de entropía fuera del sistema, haciendo el papel del demonio de Maxwell. Esto permite al dispositivo lograr un estado equivalente a una máquina de movimiento perpetuo de segunda clase.

Por supuesto, este dispositivo no es un móvil perpetuo real, ya que para que funcione hace falta actualizar constantemente los cúbits 'demonio' que limpian el sistema de la entropía enfriándolos de una manera especial. Por otro lado, se realiza fuera del motor, lo que permite decir que la segunda ley de la termodinámica se viola dentro de él.