Även i den märkliga världen av öppna kvantsystem, tidens pil pekar stadigt framåt – för det mesta. Nya experiment utförda vid Washington University i St. Louis jämför framåt- och bakåtbanorna hos supraledande kretsar som kallas qubits, och finner att de följer termodynamikens andra lag. Forskningen publiceras den 9 juli i tidskriften Fysiska granskningsbrev .

"När du tittar på ett kvantsystem, mätningen förändrar vanligtvis hur den beter sig, sa Kater Murch, docent i fysik i Arts &Sciences. "Föreställ dig att lysa ljus på en liten partikel. Det slutar med att fotonerna trycker runt den och det finns en dynamik förknippad med enbart mätningsprocessen.

"Vi ville ta reda på om denna dynamik har något att göra med tidens pil - det faktum att entropin tenderar att öka med tiden."

I en relaterad video, Murch frågar, "Ser kvantfilmer roliga ut när du spelar dem baklänges?" Han och hans team, inklusive Patrick Harrington, en doktorand i fysik och första författare till tidningen, tog den frågan till labbet – där deras arbete är en del av det nya Center for Quantum Sensors.

"Vi tittade på mikroskopiska filmer av ett kvantsystems rörelse under mätning, och frågade om filmerna såg mer sannolika ut när de spelades framåt eller bakåt; denna jämförelse kan användas för att avgöra om entropin ökar eller inte, ", sa Murch. "Vi fann att även i mikroskopisk skala, den andra lagen verkar hålla:entropin ökar i allmänhet.

"Denna ökning sker för att vi tittar på det - processen att göra filmen skapar till synes tidens pil, " han sa.

Murchs forskargrupp är inriktad på att förstå och kontrollera öppna kvantsystem. Medan vardagliga föremål lyder lagarna för klassisk mekanik, enskilda partiklar av ljus eller materia följer istället kvantfysikens lagar. Men dessa partiklar är inte lätt att isolera, och så snart de interagerar med omvärlden förlorar de sina kvantegenskaper.