科学家首次在量子层面实验观测到微观可逆性

热力学第二定律指出，独立系统的熵趋于增加。但是统计力学表明，熵的瞬时减少可能以极小概率发生。描述这些波动的定理的核心是微观可逆性——系统在相空间中采用特定轨迹的概率与它采用该轨迹的时间反转版本的概率有关。现在，韩国高等研究院的Hyukjoon Kwon教授和他的同事将这一原理在量子层面展示了出来。

经典相空间和量子相空间之间的关键区别在于在进入量子领域时必须调整微观可逆性的概念。也就是说，不确定性原理阻止了量子系统的位置和动量同时被精确测量。此外，此类系统的相空间轨迹受到量子相干性的影响。考虑到这些因素，Kwon及其同事考虑了与热浴相互作用的量子系统，并得出了相空间轨迹的概率与其时间反转版本之间的关系。

随后，团队使用简单的光学装置实验证明了量子微观可逆性，其中激光与来自热浴的光混合。他们发现，推导出的概率关系准确地预测了实验结果，并且量子效应仅在热浴温度较低时才体现其重要性。通过提高实验温度，研究小组观察到了从量子到经典微观可逆性的转变。在未来的工作中，研究人员希望测试他们在多体量子系统中的非平衡过程的概率关系。

来源：Physics