Même dans le monde étrange des systèmes quantiques ouverts, la flèche du temps pointe régulièrement vers l'avant, la plupart du temps. De nouvelles expériences menées à l'Université de Washington à Saint-Louis comparent les trajectoires avant et arrière de circuits supraconducteurs appelés qubits, et trouvent qu'ils suivent la deuxième loi de la thermodynamique. La recherche est publiée le 9 juillet dans la revue Lettres d'examen physique .

"Quand vous regardez un système quantique, l'acte de mesurer modifie généralement son comportement, " a déclaré Kater Murch, professeur agrégé de physique en arts et sciences. "Imaginez que la lumière brille sur une petite particule. Les photons finissent par la pousser et il y a une dynamique associée au seul processus de mesure.

"Nous voulions savoir si ces dynamiques ont quelque chose à voir avec la flèche du temps - le fait que l'entropie a tendance à augmenter avec le temps."

Dans une vidéo connexe, Murch demande, « Les films quantiques ont-ils l'air drôles lorsque vous les jouez à l'envers ? » Lui et son équipe, dont Patrick Harrington, un étudiant diplômé en physique et premier auteur de l'article, a porté cette question au laboratoire, où leur travail fait partie du nouveau Center for Quantum Sensors.

"Nous avons regardé des films microscopiques du mouvement d'un système quantique pendant la mesure, et a demandé si les films semblaient plus probables lorsqu'ils étaient lus en avant ou en arrière ; cette comparaison peut être utilisée pour déterminer si l'entropie augmente ou non, " Murch a déclaré. "Nous avons constaté que même à l'échelle microscopique, la deuxième loi semble être vérifiée :l'entropie augmente généralement.

"Cette augmentation se produit parce que nous la regardons - le processus de réalisation du film crée apparemment la flèche du temps, " il a dit.

Le groupe de recherche de Murch se concentre sur la compréhension et le contrôle des systèmes quantiques ouverts. Alors que les objets du quotidien obéissent aux lois de la mécanique classique, les particules simples de lumière ou de matière suivent à la place les lois de la physique quantique. Mais ces particules ne sont pas facilement isolées, et dès qu'ils interagissent avec le monde extérieur, ils perdent leurs propriétés quantiques.