Claudio Macedo
15/10/2015

Esquema de uma máquina térmica por Keta / Wikimedia Commons. O calor (Q) flui da fonte quente (T1) para a fria (T2) passando pela máquina térmica (C). No ciclo, a máquina realiza um trabalho (W).
Esquema de uma máquina térmica. O calor (Q) flui da fonte quente (T1) para a fria (T2) passando pela máquina térmica (C). No ciclo, a máquina realiza um trabalho (W). [1]
A termodinâmica quântica estuda propriedades termodinâmicas de sistemas quânticos com poucas partículas. Particularmente, têm sido analisadas propriedades de máquinas térmicas em que a substância de trabalho é um objeto quântico. Surpreendentemente, essas máquinas têm mostrado propriedades com notáveis semelhanças com as de máquinas térmicas clássicas. Isso fez surgir a questão: o que é quântico em máquinas térmicas quânticas?

Pesquisadores de Israel [2] começaram a responder esse questionamento. Eles identificaram dois tipos de mecanismos na produção de trabalho em motores térmicos quânticos: o coerente (quântico) e o estocástico (clássico). A seguir, eles calcularam um limite para a potência dos motores estocásticos. Com isso, eles encontraram o que é chamado de “assinatura quântica”: potência acima deste limite é evidência de mecanismo coerente, isto é, de efeito quântico [3].

A partir desse estudo [3], as medidas termodinâmicas de motores térmicos podem revelar a presença de efeitos quânticos no trabalho produzido.

Podemos esperar que esses resultados possam conduzir à descoberta de novas “assinaturas termodinâmicas quânticas”. Por exemplo, é possível que o emaranhamento quântico [4] afete as medições termodinâmicas de forma similar à coerência quântica.

[1] Crédito da imagem: Keta / Creative Commons (CC BY 2.5). URL: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carnot_engine_scheme.svg.

[2] Instituição: Hebrew University of Jerusalem (Israel).

[3] R Uzdin et al. Equivalence of Quantum Heat Machines, and Quantum-Thermodynamic Signatures. Physical Review X 5, 031044 (2015).

[4] Post relacionado: Ação a distância no mundo quântico.

Como citar este artigo: Claudio Macedo. O que é quântico em máquinas térmicas quânticas? Saense. URL: http://www.saense.com.br/2015/10/o-que-e-quantico-em-maquinas-termicas-quanticas/. Publicado em 15 de outubro (2015).

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