Квантовый фокус: как заставить тепло течь от холодного к горячему, не нарушая законов физики

[@LinkToOS]

Примечательно, что конечная равновесная температура всей системы оказывается выше, чем любая из начальных температур резервуаров

То есть в конечном итоге этого "процесса охлаждения", охлаждаемый резервуар нагревается еще сильнее. Парадокс.

В результате моделирования ученые продемонстрировали режим, в котором самый холодный резервуар в системе действительно начинает отдавать тепло и на время становится еще холоднее, а горячий резервуар, в свою очередь, нагревается.

Ключевое слово - "на время".
Если взять два резервуара с малым количеством носителей тепла, не имеющих полного барьера для носителей тепла, то можно выделить моменты времени, когда носитель тепла из более холодного резервуара перешел в более горячий. Можно сказать, что в этот момент времени холодный резервуар отдал энергию горячему.

Если взять макро-объем неравномерно нагретого газа, и разбить его на части определенного малого размера, и взять малые интервалы времени, то можно будет выделить короткие моменты времени, когда тепло из более холодной области передается в более горячую. Потому что носитель энергии в это момент перешел в соседнюю более горячую область, и еще не вернулся обратно. Никакого феномена здесь нет.

допускает локальные и временные процессы, которые кажутся парадоксальными

Опять же - кажутся парадоксальными.
Но это не принципиально. Главное что модель точно предсказывает поведение квантовой системы, и моделируемую систему можно воплотить в виде прибора.
Практический смысл зависит от конкретной конструкции моделируемой (проектируемой) микросистемы (прототипа квантового прибора), и методики точного определения момента перехода энергии из одного резервуара в другой.

Они предлагают новый физический принцип для создания квантовых тепловых машин, в частности, наноразмерных холодильников, которые могли бы локально охлаждать участки квантовых схем

Имеется ввиду "импульсное охлаждение" - то есть на малый интервал времени, в который производится измерение параметра квантового объекта.

Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review A.

Нет смысла давать ссылку, если текст недоступен.

[@master_program]

На архиве есть https://arxiv.org/pdf/2412.15355

[@LinkToOS]

Тогда следовало для начала дать предысторию вопроса, и ожидания практического применения, хотя бы из работы Quantum heat transport in condensed matter systems https://arxiv.org/pdf/2107.12936

Квантовые тепловые машины и циклические холодильники в настоящее время интенсивно изучаются. Эксперименты, полностью реализуемые в квантовом режиме, до сих пор практически отсутствуют, хотя существуют предложения, которые рассматривают реалистичные установки (Abah и др., 2012; Karimi и Pekola, 2016). Например, так называемый квантовый цикл Отто может быть реализован путем попеременного соединения сверхпроводящего кубита с двумя различными тепловыми ваннами. Если это сделать путем изменения разделения энергетических уровней кубита, как это было сделано в фотонном тепловом вентиле или выпрямителе, описанном выше, но теперь циклически на радиочастотах, можно извлекать тепло из холодной ванны и передавать его горячей, если параметры системы выбраны правильно. Мы ожидаем, что устройства этого типа или аналогичные им будут работать в ближайшем будущем.

[@master_program]

Ну от меня в МФТИ просто требуют пресс-релиз на научную статью написать, а не очень хороший и подробный обзор всей темы. За ссылку и комментарии спасибо.

[@misha_erementchouk]

Нормальный получился релиз. И, пожалуйста, всегда приводите ссылки. Осутствие легко обнаруживаемых ссылок на обозреваемую работу - причина номер один, по которой я не читаю релизы. Как у Вас сделано, в том числе в виде полной библиографической записи, должно быть нормой, но по факту ею не является.

[@Wizard_of_light]

Чего-то мне кажется что при учёте химического потенциала такой трюк и с вполне классическими системами можно провернуть. При кристаллизации из переохлаждённого раствора, например.

[@master_program]

Это правда.

[@azTotMD]

ахах, во втором законе термодинамики (который тут, кстати, цитируется) есть слово "самопроизвольно". А заголовке написано "заставить" - так приложив внешнюю энергию можно любой процесс вспять обратить